泾河流域土地利用/覆被变化对径流情势的影响
发布时间：2021-01-17 03:33
通过建立泾河流域SWAT分布式水文模型,重点模拟分析了河流径流情势对土地利用/覆被变化的响应,对比了不同气候条件及人类活动综合影响下研究区水文过程的变化。结果表明:1996年以前土地利用/覆被变化是影响水文过程的主要人类活动影响源,径流量年际变化平稳,属有小幅增加的正偏;年内影响以枯水季节为主,年内分配更趋均匀,径流集中度降低,集中期略有滞后,且趋于平稳;土地利用/覆被变化导致流域蒸散发量、冠层和落叶层截留量减小,入渗量增加,河川基流量和地表径流量相应增大,并在时域上耦合形成了水文过程的新变化;1996年以后,气候条件驱动下泾河年径流量呈现明显的增大趋势,人类活动亦从以土地利用/覆被变化为主转变为以人类水事活动为主的综合影响模式,且人类水事活动超过气候变化和土地利用/覆被变化成为影响水文过程变化的主因。
【文章来源】：水利水电科技进展. 2016,36(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
泾河流域概况及周围气象站分布
水利水电科技进展，2016，36(5)Tel:025-83786335E-mail:jz@hhu．edu．cnhttp://www．hehaiqikan．cn面降水量，统计结果如图2所示。由图2可见，在1960—2010年间，区域降水并无明显趋势性变化。图2研究区降水量与径流深年际变化b．径流资料。选取泾河干流出口站———张家山水文站1960—2010年逐日实测流量资料进行变异分析与对比计算。c．空间数据。采用30m×30m分辨率的DEM数据(来源于shuttleradartopographymission，SＲTM)，1∶100万土壤图(来自中国科学院南京土壤研究所提供的土壤类型图)以及1995年1∶10万土地利用图(来源于国家自然科学基金委员会中国西部环境与生态科学数据中心)作为模型空间数据。1．3．2资料的合理性与代表性审查a．率定期与验证期。通过对张家山站各月径流实测序列的水文变异诊断，发现各月径流的变异点虽有不同，但均发生在1996年之后，加之降水无趋势性变化，说明1996年以前人类活动虽对张家山站以上径流有影响，但并不显著，可认为1996年以前人类取用水活动并未发生大规模的变化，径流情势改变应主要受土地利用/覆被变化影响。同时，对张家山站上游的调查显示泾河流域内大型河道取用水工程如张家山渠首水库、西郊水库等均于1996年后兴建运行，故可认为1996年之前土地利用/覆被变化是影响研究区径流情势变化的主要因素。因此，选取1987—1995年作为模型校准、验证期。b．模拟期的代表性。模拟期的代表性是研究结果是否可信、是否具有普遍意义的关键，1971—2005年包含完整的丰枯变化，且径流量均值与长系列基本一致，说明该时段具有较好的代表性。2研究方法2．1SWAT模型SWAT(soilandwaterassessmenttool)模型于20世纪90年代初由美国农业部(USDA)农业研究局(AＲS)融合了CＲEAMSS模型、EPIC模
模型SWAT(soilandwaterassessmenttool)模型于20世纪90年代初由美国农业部(USDA)农业研究局(AＲS)融合了CＲEAMSS模型、EPIC模型、GLEAMS模型的主要特征，在SWＲＲB模型基础上，结合ＲOTO模型开发而成［9-13］，其工作原理为:通过DEM数据提取流域河网水系，将研究流域划分为多个子流域，并结合土地利用类型和土壤类型数据，将子流域划分为不同的水文响应单元HＲUs;通过建立气象数据库，模拟各水文单元水分循环及其定量转化关系，进行汇总演算后，得到流域的水平衡关系。模型建立和应用流程分别如图3、图4所示。图3SWAT模型建立流程图4基于SWAT的土地利用/覆被变化影响分析2．2径流情势评价指标为全面分析土地利用/覆被变化对径流情势的影响，选取多年平均径流量，各月平均径流量，春、夏、秋、冬四季径流量，汛期、非汛期径流量，径流年内集中度与集中期，径流年际变差系数与偏态系数以及径流系数共24个指标，分别从径流量的年际演变情势和年内分配特性两个层面对土地利用/覆被变化对水文情势的影响展开评估。把一年内所有月的径流量看作向量，月径流量的大小作为该月径流矢量的模，即径向距离;所处的月份作为径流矢量的方向，用圆周(把圆周的度数360°作为1年天数365d，则1d相当于0.9863°)方位来表示，将一年中各月径流矢量求和，合矢量模与年径流的比值为年径流集中度CD，合矢量方向为年径流集中期CP［14-15］，计算公式如下:CD=Ｒ2x+Ｒ2槡yＲ(1)·22·
【参考文献】：
期刊论文
[1]SWAT模型融雪模块的改进与应用研究[J]. 孟现勇,吉晓楠,刘志辉,肖军仓,陈曦,王芳. 自然资源学报. 2014(03)
[2]基于SWAT模型的内蒙古闪电河流域径流模拟研究[J]. 姚苏红,朱仲元,张圣微,张苏鲁,李杨. 干旱区资源与环境. 2013(01)
[3]基于SWAT模型的乌裕尔河流域气候变化的水文响应[J]. 冯夏清,章光新,尹雄锐. 地理科学进展. 2010(07)
[4]自动基流分割方法在黄土区流域的应用研究[J]. 豆林,黄明斌. 水土保持通报. 2010(03)
[5]泾河流域40年的土地利用/覆盖变化分区对比研究[J]. 谢芳,邱国玉,尹婧,熊育久,王佩. 自然资源学报. 2009(08)
[6]黄河中游水文变化趋势及其对气候变化的响应[J]. 张建云,王国庆,贺瑞敏,刘翠善. 水科学进展. 2009(02)
[7]基于土地利用/覆被情景分析的长期水文效应研究——以西苕溪流域为例[J]. 陈莹,许有鹏,尹义星. 自然资源学报. 2009(02)
[8]北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响[J]. 邱国玉,尹婧,熊育久,赵少华,王佩,吴秀琴,曾爽. 自然资源学报. 2008(02)
[9]基于集中度与集中期的径流年内分配研究[J]. 刘贤赵,李嘉竹,宿庆,王春芝,李希国. 地理科学. 2007(06)
[10]北江流域径流序列年内分配特征及其趋势分析[J]. 李艳,陈晓宏,张鹏飞. 中山大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]基于SWAT模型的水文模拟及径流响应分析[D]. 刘闻.西北大学 2014
[2]基于土地利用/覆被变化的陕西黑河流域非点源污染研究[D]. 胥彦玲.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]基于SWAT模型的白马河流域土地利用/覆被变化的水文效应研究[D]. 王学.山东师范大学 2012
[2]基于SWAT模型的石羊河流域上游山区径流模拟研究[D]. 李成六.兰州大学 2011
[3]基于SWAT模型的产流产沙模拟与模型参数不确定性分析[D]. 薛晨.华北电力大学（北京） 2011
[4]基于SWAT模型的秃尾河流域径流模拟研究[D]. 李小冰.西北农林科技大学 2010
[5]渭河流域非点源氮污染分布式模拟研究[D]. 刘健.西安理工大学 2008
本文编号：2982118
【文章来源】：水利水电科技进展. 2016,36(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
泾河流域概况及周围气象站分布
水利水电科技进展，2016，36(5)Tel:025-83786335E-mail:jz@hhu．edu．cnhttp://www．hehaiqikan．cn面降水量，统计结果如图2所示。由图2可见，在1960—2010年间，区域降水并无明显趋势性变化。图2研究区降水量与径流深年际变化b．径流资料。选取泾河干流出口站———张家山水文站1960—2010年逐日实测流量资料进行变异分析与对比计算。c．空间数据。采用30m×30m分辨率的DEM数据(来源于shuttleradartopographymission，SＲTM)，1∶100万土壤图(来自中国科学院南京土壤研究所提供的土壤类型图)以及1995年1∶10万土地利用图(来源于国家自然科学基金委员会中国西部环境与生态科学数据中心)作为模型空间数据。1．3．2资料的合理性与代表性审查a．率定期与验证期。通过对张家山站各月径流实测序列的水文变异诊断，发现各月径流的变异点虽有不同，但均发生在1996年之后，加之降水无趋势性变化，说明1996年以前人类活动虽对张家山站以上径流有影响，但并不显著，可认为1996年以前人类取用水活动并未发生大规模的变化，径流情势改变应主要受土地利用/覆被变化影响。同时，对张家山站上游的调查显示泾河流域内大型河道取用水工程如张家山渠首水库、西郊水库等均于1996年后兴建运行，故可认为1996年之前土地利用/覆被变化是影响研究区径流情势变化的主要因素。因此，选取1987—1995年作为模型校准、验证期。b．模拟期的代表性。模拟期的代表性是研究结果是否可信、是否具有普遍意义的关键，1971—2005年包含完整的丰枯变化，且径流量均值与长系列基本一致，说明该时段具有较好的代表性。2研究方法2．1SWAT模型SWAT(soilandwaterassessmenttool)模型于20世纪90年代初由美国农业部(USDA)农业研究局(AＲS)融合了CＲEAMSS模型、EPIC模
模型SWAT(soilandwaterassessmenttool)模型于20世纪90年代初由美国农业部(USDA)农业研究局(AＲS)融合了CＲEAMSS模型、EPIC模型、GLEAMS模型的主要特征，在SWＲＲB模型基础上，结合ＲOTO模型开发而成［9-13］，其工作原理为:通过DEM数据提取流域河网水系，将研究流域划分为多个子流域，并结合土地利用类型和土壤类型数据，将子流域划分为不同的水文响应单元HＲUs;通过建立气象数据库，模拟各水文单元水分循环及其定量转化关系，进行汇总演算后，得到流域的水平衡关系。模型建立和应用流程分别如图3、图4所示。图3SWAT模型建立流程图4基于SWAT的土地利用/覆被变化影响分析2．2径流情势评价指标为全面分析土地利用/覆被变化对径流情势的影响，选取多年平均径流量，各月平均径流量，春、夏、秋、冬四季径流量，汛期、非汛期径流量，径流年内集中度与集中期，径流年际变差系数与偏态系数以及径流系数共24个指标，分别从径流量的年际演变情势和年内分配特性两个层面对土地利用/覆被变化对水文情势的影响展开评估。把一年内所有月的径流量看作向量，月径流量的大小作为该月径流矢量的模，即径向距离;所处的月份作为径流矢量的方向，用圆周(把圆周的度数360°作为1年天数365d，则1d相当于0.9863°)方位来表示，将一年中各月径流矢量求和，合矢量模与年径流的比值为年径流集中度CD，合矢量方向为年径流集中期CP［14-15］，计算公式如下:CD=Ｒ2x+Ｒ2槡yＲ(1)·22·
【参考文献】：
期刊论文
[1]SWAT模型融雪模块的改进与应用研究[J]. 孟现勇,吉晓楠,刘志辉,肖军仓,陈曦,王芳. 自然资源学报. 2014(03)
[2]基于SWAT模型的内蒙古闪电河流域径流模拟研究[J]. 姚苏红,朱仲元,张圣微,张苏鲁,李杨. 干旱区资源与环境. 2013(01)
[3]基于SWAT模型的乌裕尔河流域气候变化的水文响应[J]. 冯夏清,章光新,尹雄锐. 地理科学进展. 2010(07)
[4]自动基流分割方法在黄土区流域的应用研究[J]. 豆林,黄明斌. 水土保持通报. 2010(03)
[5]泾河流域40年的土地利用/覆盖变化分区对比研究[J]. 谢芳,邱国玉,尹婧,熊育久,王佩. 自然资源学报. 2009(08)
[6]黄河中游水文变化趋势及其对气候变化的响应[J]. 张建云,王国庆,贺瑞敏,刘翠善. 水科学进展. 2009(02)
[7]基于土地利用/覆被情景分析的长期水文效应研究——以西苕溪流域为例[J]. 陈莹,许有鹏,尹义星. 自然资源学报. 2009(02)
[8]北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响[J]. 邱国玉,尹婧,熊育久,赵少华,王佩,吴秀琴,曾爽. 自然资源学报. 2008(02)
[9]基于集中度与集中期的径流年内分配研究[J]. 刘贤赵,李嘉竹,宿庆,王春芝,李希国. 地理科学. 2007(06)
[10]北江流域径流序列年内分配特征及其趋势分析[J]. 李艳,陈晓宏,张鹏飞. 中山大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]基于SWAT模型的水文模拟及径流响应分析[D]. 刘闻.西北大学 2014
[2]基于土地利用/覆被变化的陕西黑河流域非点源污染研究[D]. 胥彦玲.西安理工大学 2007
硕士论文
[1]基于SWAT模型的白马河流域土地利用/覆被变化的水文效应研究[D]. 王学.山东师范大学 2012
[2]基于SWAT模型的石羊河流域上游山区径流模拟研究[D]. 李成六.兰州大学 2011
[3]基于SWAT模型的产流产沙模拟与模型参数不确定性分析[D]. 薛晨.华北电力大学（北京） 2011
[4]基于SWAT模型的秃尾河流域径流模拟研究[D]. 李小冰.西北农林科技大学 2010
[5]渭河流域非点源氮污染分布式模拟研究[D]. 刘健.西安理工大学 2008
本文编号：2982118
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