基于VIC-3L模型的泾河流域土地利用变化对径流影响的研究

发布时间：2020-07-20 21:19

【摘要】：随着环境、资源以及人口的问题变得越来越突出,土地利用变化已经成为了全球变化研究的热点。土地利用变化会对水循环等造成改变,因此对土地利用变化对于水资源的影响进行研究,对于认识人类活动对水循环的影响具有深远意义。本研究以黄土高原区泾河流域为研究对象,主要进行了以下研究内容:第一,分析研究区1985、2000和2010年3个时期的土地利用情况以及土地利用的变化状况。泾河流域内土地利用类型主要为耕地和草地,耕地和草地的面积占到流域总面积的85%以上。耕地和建设用地转换密切,而未利用土地则基本没有变化。第二,运用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法、滑动T检验法、累积距平曲线法和小波分析法对泾河流域降水量、气温以及径流量分别进行了趋势分析、突变点和周期研究分析。自上世纪六十年代以来,泾河流域径流量和降雨总体呈减少趋势,平均气温则呈逐渐升高的趋势。张家山水文站的径流突变时间为1997年,降水量的突变时间为1967年,气温的突变时间为1997年。第三,对泾河流域通过构建流域分布式水文模型VIC-3L模型来模拟流域径流过程,VIC-3L模型在泾河流域径流模拟具有较好的适应性,模拟月径流过程的效率系数Ce在0.5以上,模型精度较高。第四,设置不同的土地利用情景,运用率定好的VIC-3L模型对径流进行模拟,用以分析不同的土地利用变化对泾河径流的影响。模拟结果表明,研究区退耕还林还草后,流域年均径流深稍微增大;研究区耕地和林地增长之后,流域年均径流深减小。
【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】：2017
【分类号】：P333
【图文】：

水系分布,泾河流域,水系分布

10图 2-1 泾河流域水系分布图[53]Fig.2-1 Major rivers of the Jinghe River Basin2.2 气候泾河流域地处温带半湿润向半干旱气候的过度地带，是比较典型的温带性气候。多年平均气温在 8℃左右，最热月的平均温度为 23℃左右，最冷的均气温为-9℃左右。年均降水量在 350～650mm 之间，并且主要是在夏季，占到全年降水量的 60%以上，冬季和春季的降水量较少。降水量的年际变化大，最小与最大的年降水量能够差 1.8～3.5 倍。泾河流域南部的降水量比北

土地利用图,泾河流域,土地,土地利用图

13（c）2010 年2-2 泾河流域 1985、2000 和 2010 年三个时期土地利Land use map of the Jinghe River Basin in 1985, 2000

模型结构

20图 3-1 VIC 模型结构图Fig.3-1 VIC model structure chart初的 VIC 模型中土壤分为两层，之后对其进行了改进将土壤层分为三计算网格内考虑了裸土及不同的植被覆盖类型，并且将陆-气间水分收收支的过程考虑进去[5]。据相关研究表明，自然界中地表径流主要由超渗产流和蓄满产流这两种。由于地形、降水、前期的土壤含水量和土壤特性的空间可变性等原生不同的暴雨洪水地表产流机制。不同的产流机制一般会同时的出现在格的不同部分中。如果对土壤空间可变性的不予考虑，或者是将其中之，那么都会造成地表径流的错误估计。对于我国多样的区域气候，L 将一个动态的并且能够代表网格内蓄满、超渗产流机制的地表径流参数 VIC 当中，将土壤非均质性对蓄满产流和超渗产流中影响考虑在内，IC 模型能够在全国范围径流计算适用的关键点。

【参考文献】