本文關(guān)鍵詞：采用徑流曲線數(shù)模型（SCS-CN）估算黃土高原流域地表徑流的改進(jìn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：徑流曲線數(shù)模型(Soil Conservation Service Curve Number,簡稱SCS-CN)是基于場降雨事件預(yù)測地表徑流常用的水文模型之一,由于其基本假設(shè)合理、參數(shù)易于獲得而被廣泛應(yīng)用于世界各地。然而,由于流域徑流的形成受在空間或時間上異質(zhì)性廣泛存在的地形、地貌、土壤、氣象、植被以及土地利用等多種因素的影響,按照標(biāo)準(zhǔn)SCS-CN模型計(jì)算得到的地表徑流與實(shí)際觀測值會造成很大的誤差。因此,針對特定區(qū)域、特定流域?qū)υ撃Ｐ瓦M(jìn)行相應(yīng)的修正是提高其徑流預(yù)測精度的有效途徑。本文以位于晉西黃土高原山西省吉縣的清水河流域和蔡家川三個典型小流域?yàn)檠芯繉ο?利用場降水徑流觀測數(shù)據(jù),采用標(biāo)準(zhǔn)的SCS-CN模型及其改進(jìn)形式估算場降水徑流,并對其進(jìn)行驗(yàn)證。主要結(jié)論如下：(1)首先選取了晉西黃土丘陵溝壑區(qū)清水河流域(436km2)1980年至2003年的實(shí)測降雨徑流數(shù)據(jù),分為模型率定期(1980-1996年)和模型驗(yàn)證期(1997-2003年)。由于在標(biāo)準(zhǔn)SCS-CN模型中對于前期土壤濕潤程度的劃分并不明確,而前期降雨指數(shù)(API,Antecedent Precipitaiton Index)可以用來表征一場降雨開始前的土壤含水量M,因此,利用API估算M,得到API與M的一個函數(shù)關(guān)系式：M= αebAPI,記為模型MMS-API (M8)。在清水河流域共討論了9種模型,包括標(biāo)準(zhǔn)的SCS-CN模型和8種基于標(biāo)準(zhǔn)SCS-CN改進(jìn)的模型。研究結(jié)果表明：模型M8擬合程度最好。由于在清水河流域缺少土壤含水量數(shù)據(jù)情況下,模型M8利用API估算了前期土壤含水量,因此,與其它8個模型相比,模型M8擬合精度最好,更適合預(yù)測清水河流域的地表徑流；②利用模型M8估算地表徑流,當(dāng)降雨量在10-25mm時,初損率λ=0.01,CN=22.52,模型擬合效果最好。當(dāng)降雨量≥25mm時,初損率λ=0.02,CN=20.33,模型擬合效果最好。(2)在蔡家川流域選取2005年至2009年的降雨徑流數(shù)據(jù),分為模型率定期(2005-2006年)和模型驗(yàn)證期(2007-2009年)。引入降雨強(qiáng)度修正函數(shù),同時優(yōu)化降雨強(qiáng)度修正因子p,初損率λ和流域潛在最大入滲量S,得到以農(nóng)田和草地為主的流域最佳λ=0.001,β=-0.2,S=1849mm；以人工林為主的流域的最佳λ=0.002,β=-0.49,S=321.5mm；以次生林為主的流域最佳λ=0.008,β=-0.55,S=928mm。(3)在蔡家川流域引入降雨強(qiáng)度后,在驗(yàn)證期,與標(biāo)準(zhǔn)SCS-CN模型相比,模型擬合精度有顯著提高：①以農(nóng)田和草地為主的流域,模型擬合效率系數(shù)E值從-0.17提高到0.70,均方根誤差RMSE從0.23減小到0.11；②以人工林為主的流域,E值從-0.66提高到0.60,RMSE從0.92減小到0.45；③以次生林為主的流域,E值從0.78提高到0.81,RMSE未發(fā)生變化；表明引入降雨強(qiáng)度因子可以提高SCS-CN模型的預(yù)測精度。(4)在蔡家川流域,以農(nóng)田草地為主的流域降雨強(qiáng)度修正因子p絕對值最小,表明有效降雨量最大；以次生林為主的流域λ和初損量Ia最大,表明以次生林為主的流域不僅森林覆蓋率高,土壤儲水能力也強(qiáng)。(5)改進(jìn)后模型的初損率λ遠(yuǎn)小于0.2。
【關(guān)鍵詞】：SCS-CN模型 CN 初損率λ API 地表徑流 黃土高原 降雨強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S157
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1. 引言12-20
• 1.1 研究意義12-13
• 1.2 SCS-CN模型應(yīng)用研究進(jìn)展13-18
• 1.2.1 模型基本方程13-14
• 1.2.2 應(yīng)用研究進(jìn)展14-18
• 1.3 前期土壤含水量18
• 1.3.1 前期土壤濕潤程度AMC18
• 1.3.2 前期降雨指數(shù)API18
• 1.4 SCS-CN模型的不足18-19
• 1.5 研究目的19-20
• 2. 研究區(qū)概況20-24
• 2.1 清水河流域20-21
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地貌20-21
• 2.1.3 土壤21
• 2.1.4 氣候與水文21
• 2.1.5 植被21
• 2.2 蔡家川流域21-24
• 2.2.1 地理位置21-22
• 2.2.2 地質(zhì)地貌22
• 2.2.3 土壤22-23
• 2.2.4 氣候與水文23
• 2.2.5 植被23-24
• 3. 研究方案24-33
• 3.1 數(shù)據(jù)收集24-26
• 3.1.1 清水河流域24-25
• 3.1.2 蔡家川流域25-26
• 3.2 研究內(nèi)容26
• 3.3 研究方法26-31
• 3.3.1 清水河流域26-30
• 3.3.2 蔡家川流域30-31
• 3.4 技術(shù)路線31
• 3.5 模型評價標(biāo)準(zhǔn)31-33
• 4. 敏感性分析33-37
• 4.1 初損率λ對計(jì)算地表徑流的影響33-34
• 4.2 CN和降雨量對初損率λ相對敏感性的影響34-36
• 4.2.1 CN對初損率λ相對敏感性的影響34-35
• 4.2.2 降雨量對初損率λ相對敏感性的影響35-36
• 4.3 小結(jié)36-37
• 5. SCS-CN模型及其改進(jìn)的模型在清水河流域的應(yīng)用37-46
• 5.1 模型率定37-39
• 5.2 模型驗(yàn)證39-41
• 5.3 模型總體評價41-42
• 5.4 討論42-44
• 5.4.1 前期土壤含水量對CN值和地表徑流的影響42
• 5.4.2 坡度對CN值和地表徑流的影響42-43
• 5.4.3 降雨歷時對地表徑流和CN值的影響43
• 5.4.4 土地利用變化對CN值和地表徑流的影響43-44
• 5.5 小結(jié)44-46
• 6. SCS-CN模型及其改進(jìn)的模型在蔡家川流域的應(yīng)用46-53
• 6.1 資料來源46-47
• 6.2 結(jié)果與分析47-50
• 6.2.1 以農(nóng)田草地為主的小流域47-48
• 6.2.2 人工林為主小流域48-49
• 6.2.3 次生林為主小流域49-50
• 6.3 討論50-51
• 6.3.1 土地利用方式對降雨強(qiáng)度修正因子β的影響50-51
• 6.3.2 土地利用方式對初損量1a的影響51
• 6.4 小結(jié)51-53
• 7 結(jié)論與展望53-55
• 7.1 結(jié)論53-54
• 7.2 不足與展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 個人簡介60-61
• 導(dǎo)師簡介61-62
• 獲得成果目錄62-63
• 致謝63

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 崔普偉;蔡強(qiáng)國;方海燕;聶斌斌;陳小安;;黃土高原丘陵溝壑區(qū)單元流域次暴雨輸沙模型[J];地理科學(xué)進(jìn)展;2010年04期

2 張桐艷;賀敬瀅;李光錄;朱首軍;周茂玲;;基于水土流失風(fēng)險的流域景觀格局識別方法研究[J];水土保持研究;2012年03期

3 王林;陳興偉;;基于3個站點(diǎn)校準(zhǔn)與驗(yàn)證的晉江流域徑流模擬[J];中國水土保持科學(xué);2007年06期

4 于顯威;李柏;;試論高擾動流域?qū)嵤⿵搅鞅O(jiān)測注意事項(xiàng)[J];水土保持應(yīng)用技術(shù);2006年03期

5 張緒崗;張瑛;;滇西北劍湖保護(hù)與利用的利弊分析[J];綠色科技;2014年01期

6 李碩,孫波,曾志遠(yuǎn),趙其國;遙感和GIS輔助下流域養(yǎng)分遷移過程的計(jì)算機(jī)模擬[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2004年02期

7 趙寒冰;曾志遠(yuǎn);胡月明;;基于GIS的國內(nèi)外流域水土資源模擬模型研究評析[J];農(nóng)機(jī)化研究;2006年10期

8 趙陽;余新曉;賈子利;;基于景觀尺度的流域土地覆被變化及其水文響應(yīng)[J];長江流域資源與環(huán)境;2012年11期

9 劉清影;劉俊國;王秀英;;APEX模型在黃旗海流域的適用性研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2014年09期

10 Martin H.Larsson;Katarina Kyllmar;Lars Jonasson;Holger Johnsson;許中旗;;農(nóng)田氮淋溶的減少及相關(guān)成本的估算[J];AMBIO-人類環(huán)境雜志;2005年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊柳;陳雯雯;史洪芳;孫然好;;溫榆河流域水環(huán)境脅迫的社會經(jīng)濟(jì)概化因子定量研究[A];2010中國可持續(xù)發(fā)展論壇2010年�？ǘC];2010年

2 孫波;李碩;;遙感與GIS技術(shù)輔助下的流域養(yǎng)分遷移過程模擬方法[A];中國地壤學(xué)會第十次全國會員代表大會暨第五屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會文集（面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境的土壤科學(xué)專題篇）[C];2004年

3 王林;陳興偉;;基于3個站點(diǎn)校準(zhǔn)與驗(yàn)證的晉江流域徑流模擬[A];福建省第十一屆水利水電青年學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

4 劉霞;姚孝友;張光燦;胡續(xù)禮;;淮河流域山丘區(qū)生態(tài)退化機(jī)制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)模式[A];中國水土保持學(xué)會科技協(xié)作工作委員會2011年年會交流材料[C];2011年

5 張曉明;余新曉;武思宏;王云琦;張滿良;;黃土丘陵溝壑區(qū)流域土地利用/覆被變化對徑流產(chǎn)沙的影響[A];中國水利學(xué)會第四屆青年科技論壇論文集[C];2008年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李宗禮 甘肅省武威市水利工程局;從流域的尺度審視水資源開發(fā)模式[N];中國水利報(bào);2005年

2 本刊記者 劉艷飛;從全流域的角度看待河流開發(fā)和保護(hù)[N];中國水利報(bào);2008年

3 本報(bào)記者 王燕寧邋通訊員 錢熊;專家呼吁重視長江生態(tài)危機(jī)[N];科技日報(bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 岳本江;延河流域水沙演變及對土地利用/覆被變化的響應(yīng)[D];中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

2 王顯麗;基于水生態(tài)承載力的洱海流域TMDL總量研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 劉光遜;基于流域空間屬性的水環(huán)境響應(yīng)關(guān)系研究[D];南開大學(xué);2012年

4 任曉冬;赤水河流域綜合保護(hù)與發(fā)展策略研究[D];蘭州大學(xué);2010年

5 李云駒;松華壩流域土地利用和氣候變化對水資源的影響及生態(tài)補(bǔ)償研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

6 史長瑩;流域水資源可持續(xù)利用評價方法及其應(yīng)用研究[D];西安理工大學(xué);2009年

7 唐莉華;基于地貌特征的流域水—沙—污染物耦合模型及其應(yīng)用[D];清華大學(xué);2009年

8 郭軍庭;潮河流域土地利用/氣候變化的水文響應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

9 楊寅群;流域水環(huán)境系統(tǒng)模型研究及其應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2012年

10 段凱;氣候變化影響下的流域干旱評估研究[D];武漢大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫維婷;延河流域極端降水時空變化及其對水沙變化的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 宋智淵;干旱區(qū)流域水足跡可持續(xù)評價[D];陜西師范大學(xué);2015年

3 額爾敦;土地利用與景觀格局變化對流域侵蝕產(chǎn)沙的影響[D];華北電力大學(xué);2015年

4 魏天鋒;基于SEBAL模型的博爾塔拉河流域典型植被生態(tài)需水估算[D];新疆大學(xué);2015年

5 徐亞娟;紅壤區(qū)亞熱帶流域C、N流失特征及其對水環(huán)境影響的研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

6 龐佼;安家溝流域面源污染機(jī)理過程與模擬研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

7 王賀;黃土高原丘陵溝壑區(qū)生態(tài)建設(shè)背景下流域“四水”轉(zhuǎn)化特征研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

8 劉夢鑫;基于GIS的九龍江流域水環(huán)境污染消納潛力評估[D];福州大學(xué);2014年

9 王紅艷;采用徑流曲線數(shù)模型（SCS-CN）估算黃土高原流域地表徑流的改進(jìn)[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

10 王玉紅;淮河流域水資源可持續(xù)利用評價[D];華中師范大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：采用徑流曲線數(shù)模型（SCS-CN）估算黃土高原流域地表徑流的改進(jìn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：291738