变化环境下基于SWAT模型的洪安涧河流域径流模拟研究

发布时间：2020-04-26 00:27

【摘要】：对变化环境下的径流进行模拟计算研究是目前社会关注研究的热点之一。时空气候的变化和人类活动的影响,是变化环境下的具体表现形式和重要组成元素,均对流域的径流变化有着较大的影响。本文立足于气候变化和人类活动两个方面,分析计算其对径流变化的贡献率尤为关键,是变化环境下研究径流模拟一个难点。随着国内经济飞速的发展、人口数量激增、社会人均用水量的不断增多,且水资源污染的情况愈加突出,人均可用水资源水平逐渐降低,人与水资源之间的矛盾日益加深,这些情况均与水资源的可持续发展背道而驰。研究分析变化环境下的径流模拟和径流预报对水资源现状、合理高效使用分配水资源,改善的流域生态环境和社会经济具有明显的推进作用。本研究选取洪安涧河流域为研究范围,运用SWAT模型进行径流的模拟计算,通过对模型的敏感性分析、模型参数率定以及验证,模拟洪安涧河流域在变化环境下的径流变化。本次研究主要得出以下结论:(1)本研究对分布式水文模型的国内、国外的研究状况,SWAT模型的国内外研究进展以及SWAT模型在国内应用中存在的问题进行概述。并应用SWAT模型对洪安涧河流域进行研究,根据洪安涧河流域现有的各种空间数据和属性数据建立研究流域的SWAT空间数据库、属性数据库。通过ARCGIS的辅助进行分析地形和水系提取等,完成研究区子流域划分和水文响应单元生成。将洪安涧河流域分割为12个子流域,共计83个水文响应单元。通过模型参数的敏感性分析,合理确定了适用于洪安涧河流域的参数敏感性区间。用东庄水文站实测月径流资料对SWAT模型的模拟结果进行率定、验证分析。(2)对SWAT模型参数进行敏感性分析,采用东庄水文站上游1988年~1997年实测径流数据对模型校准,采用1998年~2007年实测径流资料进行模型验证。通过结果分析,月径流模拟中,校准期、验证期的相对误差R_e均低于-0.10,决定系数R~2均大于0.8,效率系数E_(NS)均大于0.8。在日径流模拟中,校准期和验证期的相对误差R_e均低于-0.10,决定系数R~2均大于0.6,效率系数ENS均大于0.5。SWAT模型对月、日径流的模拟均达到了满意的效果。(3)根据各气候情景变化下的流域年均径流的变化分析可知:降水量的改变对径流的影响更大,气温对径流的影响相对较小。降水每增加10%,径流平均约增加18.5%。气温每增加1~oC,径流平均约减少0.7%。(4)在假定气候相同的情境下,选取1990年、1995年、2015年三个时期的土地利用数据,分析径流变化。结果表明在同样的气候环境条件下,径流量最多的为1990年土地利用条件,依次为2015年,径流量最少的为1995年土地利用条件。(5)在极端土地利用情景模拟径流变化率时,分析模拟结果可知:年均径流值最大为情景2(草地),依次为情景1(林地),年均径流值最小为情景3(耕地)。(6)土地利用变化和气候变化对径流的变化有着不同程度的影响,但是针对研究区而言气候变化对径流变化的作用明显高于土地利用变化的作用。仅针对年径流变化来说,受气候变化影响所占因素为80%左右,仅有20%左右是由于土地利用变化的原因影响。
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图 1-1 研究区技术路线图Fig.1-1 Technology roadmap of the study watershed1.5 本章小结本章阐述了论文的题目选取的背景和研究意义，，对气候变化和土地利用变化

行政区划图,行政区划图,古县

古县行政区划图
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P333.1

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