基于RS/GIS和SWAT模型的南流江流域分布式水沙耦合模拟研究

发布时间：2021-02-25 11:24

　　北部湾是我国的南大门,是西南地区出海口最近的区域。近年来,随着产业结构的调整,区内地表覆盖等发生了剧烈变化,其对生态环境等造成的影响亟待评估。随着北部湾经济区上升为国家发展战略,南流江流域的重要性日益受到人们的关注。鉴于此,本文借助RS/GIS技术,以Mann—Kendall检验方法、RUSLE模型和SWAT模型为理论指导,探讨研究了南流江流域内气温、降雨气象因子变化特征及其对水文过程的影响,基于RUSLE模型,评估了流域内土壤侵蚀状况,同时基于SWAT模型,建立流域分布式水沙耦合模型,实现对流域内径流、泥沙月尺度变化特征进行模拟。通过研究,本文得出以下主要结论:1.通过对流域内气象和水文资料的收集与整理,运用描述统计分析、M-K检验方法分析发现,在1961年到2008年间,降雨基本保持波动平衡状态,气温在1967年左右发生过突变,整体有上升趋势,径流和泥沙变化同步,有下降趋势。径流、泥沙受气候影响显著,降雨、径流回归决定系数达0.8以上。2.运用RUSLE模型对流域土壤侵蚀状况进行评价,发现南流江流域土壤总体侵蚀状况为轻度侵蚀,平均土壤侵蚀模数为1390 t/km2?a,年总侵蚀量为... 

【文章来源】：南宁师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 分布式水文模型研究进展
        1.2.2 土壤侵蚀模型研究进展
        1.2.3 目前分布式水沙耦合模型的存在的主要问题
        1.2.4 分布式水沙耦合模型的发展趋势
    1.3 研究内容、技术路线
        1.3.1 研究主要内容
        1.3.2 研究技术路线
2 研究区概况
    2.1 区位概况
    2.2 地形地貌
    2.3 土壤植被
    2.4 水文气象
    2.5 社会经济
3 气候因子变化特征分析及对水文过程的影响
    3.1 分析方法
        3.1.1 描述性统计分析
        3.1.2 Mann—Kendall检验分析
    3.2 气象因子描述统计分析
    3.3 流域降水及变化特征及趋势分析
        3.3.1 降水年际变化
        3.3.2 降水年内变化
        3.3.3 降水变化的趋势性检验
    3.4 流域气温变化特征及趋势分析
        3.4.1 气温的年际变化
        3.4.2 气温的年内变化
        3.4.3 气温变化的趋势性检验
    3.5 流域径流、泥沙变化特征及趋势分析
        3.5.1 径流、泥沙年际变化特征
        3.5.2 径流、泥沙年内变化特征
        3.5.3 径流、泥沙变化趋势性检验
        3.5.4 降雨、径流、泥沙变化关系分析
    3.6 小结
4 流域土壤侵蚀定量评价
    4.1 研究方法
    4.2 基础数据准备
        4.2.1 降雨侵蚀力因子计算（R值）
        4.2.2 土壤可蚀性因子计算（K值）
        4.2.3 坡度坡长因子计算（LS值）
        4.2.4 土地覆被与管理因子（C值）
        4.2.5 水土保持措施因子（P值）
    4.3 研究结果分析
        4.3.1 土壤侵蚀计算与制图
        4.3.2 土壤侵蚀现状分析
        4.3.3 不同土地利用类型与土壤侵蚀状况分析
        4.3.4 不同海拔高度下的土壤侵蚀空间特征分析
        4.3.5 不同植被覆盖度下的土壤侵蚀空间分布特征分析
    4.4 RUSLE模型土壤侵蚀计算的适宜性评价
    4.5 小结
5 基于SWAT模型的径流泥沙模拟
    5.1 SWAT模型介绍
        5.1.1 模型简介
        5.1.2 模型主要模块原理
    5.2 SWAT模型数据库建立
        5.2.1 流域基础地形数据
        5.2.2 土地利用类型数据
        5.2.3 土壤类型数据
        5.2.4 气象因子数据
        5.2.5 径流、泥沙观测数据
    5.3 基于SWAT模型的南流江流域水文建模
        5.3.1 流域水系自动生成
        5.3.2 子流域划分
        5.3.3 水文响应单元划分
        5.3.4 数据写入
    5.4 模型参数的率定与验证
        5.4.1 模型参数敏感性分析
            5.4.1.1 敏感性分析方法
            5.4.1.2 敏感性分析结果
        5.4.2 模型参数率定与验证
            5.4.2.1 径流参数率定与验证
            5.4.2.2 泥沙参数率定与验证
    5.5 模拟结果分析
        5.5.1 径流模拟分析
        5.5.2 泥沙模拟分析
    5.6 SWAT模型适用性评价
    5.7 小结
6 结论与讨论
    6.1 研究结论
    6.2 不足与展望
    6.3 文章可能存在的创新
参考文献
附录A 攻读硕士期间参与项目及发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]钦江流域土地利用变化对径流的影响[J]. 陶艳成,华璀,卢远,苏文静,高峰,何文.  中国水土保持. 2013(06)
[2]基于GIS和RUSLE的粤东黄冈河流域土壤侵蚀评估[J]. 张旭群,陈耀强,陈浩昆,李就好.  中国水土保持. 2013(02)
[3]华南南流江流域ESRE复合系统协调发展研究[J]. 阚兴龙,周永章,李辉.  热带地理. 2012(06)
[4]基于Mann-Kendall法的水文序列趋势成分比重研究[J]. 于延胜,陈兴伟.  自然资源学报. 2011(09)
[5]广西南流江流域水环境现状及综合管理[J]. 王小刚,郭纯青,田西昭,王文君,黄翠秋.  安徽农业科学. 2011(05)
[6]长江黄河源区近45年气候变化特征分析[J]. 刘光生,王根绪,胡宏昌,任东兴,孙向阳.  资源科学. 2010(08)
[7]SCS模型及其研究进展[J]. 刘家福,蒋卫国,占文凤,周纪.  水土保持研究. 2010(02)
[8]SWAT模型参数敏感性分析与自动率定的重要性研究——以玛纳斯河径流模拟为例[J]. 李慧,靳晟,雷晓云,朱连勇,张翔.  水资源与水工程学报. 2010(01)
[9]SWAT模型参数敏感性分析及应用[J]. 黄清华,张万昌.  干旱区地理. 2010(01)
[10]基于137Cs法对小流域侵蚀特征的研究[J]. 徐金英,柴文晴,陈晓燕,何丙辉,谢德体,刘秀华.  西南大学学报(自然科学版). 2009(05)

博士论文
[1]东北黑土区土壤侵蚀过程机理和土壤养分迁移研究[D]. 安娟.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2012
[2]黄土丘陵区流域径流泥沙对气候变化和高强度人类活动响应研究[D]. 李庆云.北京林业大学 2011
[3]武陵山区低山丘陵小流域土壤侵蚀特征及产流产沙模拟预测[D]. 周璟.中国林业科学研究院 2009
[4]延河流域土壤侵蚀时空变化及水土保持环境效应评价研究[D]. 谢红霞.陕西师范大学 2008
[5]黄河中游分布式水沙耦合模型研究[D]. 金鑫.河海大学 2007

硕士论文
[1]基于敏感性分析的SWAT水文参数优化方法比较研究[D]. 田琳.吉林大学 2014
[2]南流江流域土壤侵蚀空间分布特征研究[D]. 侯刘起.广西师范学院 2013
[3]基于GIS和RS的沂河上游重点地区土壤侵蚀监测方法研究[D]. 孙泽祥.山东师范大学 2012
[4]三峡库区土壤侵蚀遥感监测及其尺度效应[D]. 汪涛.华中农业大学 2011



本文编号：3050896