多源数据在寒区径流模拟中的适用性及LUCC对产汇流的影响

发布时间：2020-07-28 13:49

【摘要】：高寒山区由于其特殊的地理位置及地形条件,使得流域内监测站点稀少且分布不均,实测数据不具有一定的代表性,为合理地研究资料匮乏的高寒山区的水文规律,提高融雪径流模拟的精度,更好地认识与刻画寒区水文规律,本文以天山西部山区的喀什河流域为研究区,对CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析降水数据的特征规律进行研究分析;构建适用于中大流域的SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型,并探索CFSR降水数据对流域模拟径流值的影响;采用了不同空间分辨率的DEM数据,分析其差异性及其对水文过程的影响;使用CA-Markov模型来预测研究区的土地覆被及利用情况,并对预测情景下的径流情况进行模拟,同时按照研究区的实际情况,假定2种土地利用情景,对假定情景下的径流情况进行模拟。通过将CFSR降水数据与实测降水数据进行点面雨量的对比,发现CFSR降水数据与实测降水数据的相对误差为22.86%,为使其降水规律与研究区实际降水规律相符合,结合实测降水数据对CFSR降水数据进行修正,并构建SWAT模型,以修正前、后的CFSR降水数据作为模型驱动数据进行径流过程的模拟,发现修正后的降水数据模拟出的径流变化趋势与实测径流的变化趋势大致一致,CFSR降水数据修正前和修正后的月模型率定期的平均径流量与实测径流量之间的相对误差为48%和6%,验证期的相对误差为36%和10%;对6种不同分辨率的DEM数据之间的差异性进行分析探讨并研究其分辨率的大小对径流过程的影响,通过研究发现:随着数据分辨率的降低,地形越趋于平坦,从而使得提取出的流域总面积、高程区间及流域最大坡度都呈减小趋势。由于流域地形变缓,提取出的流域最大坡度的减小会直接影响到流域的产流和汇流过程,从而使得模拟的径流峰值较实际径流峰值偏小,模拟结果不佳;土地利用/覆被变化(LUCC)会对区域下垫面造成一定的影响,进而导致流域水文过程以及产汇流规律发生变化。采用CA-Markov模型,预测研究流域的2020年的LUCC情况,并且将模型预测出的2020年的LUCC数据代入已构建并已校验的SWAT模型中,将模拟的径流情况与1990年LUCC情况下的径流过程进行对比,发现平均径流量在30年间仅变化了0.49 m3/s。根据构建的2种不同的LUCC情景,分析LUCC变化情景对水文过程的影响,可以看出草地的大幅增加使得模拟的径流量有所减少,由于研究流域高程在3500 m以上的冰雪水资源量的增加,造成模拟的径流量增加。
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P333.1

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