基于SWAT模型的黃河流域?qū)幭亩螐搅髂M研究
本文選題：SWAT 切入點(diǎn)：黃河流域?qū)幭亩?/strong> 出處：《西南大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】：寧夏段黃河流域是全國重要的商品糧基地,該流域中黃河從寧夏自治區(qū)的中衛(wèi)市入境,在石嘴山市流入內(nèi)蒙古,覆蓋銀川市、中衛(wèi)市、石嘴山市和吳忠市的全境以及固原市原州區(qū)。該流域地貌類型為黃河沖積平原地勢(shì)平坦,溝渠縱橫,海拔在1100-2500m,為溫帶干旱區(qū),流域內(nèi)年均日照時(shí)數(shù)在2750-2950h之間,年均風(fēng)速在1.7-2.5m*s-1之間,溫差較大,熱量豐富,無霜期較長。流域?qū)俅箨懶詺夂?干旱少雨,年均降水量180-220mm,年際降雨量變化由北向南依次減弱,引黃灌區(qū)的降水量月均差異相對(duì)顯著而年內(nèi)分配極不均勻,中部干旱帶及南部山區(qū)降水量年內(nèi)變化相對(duì)平緩,呈現(xiàn)季節(jié)性變化。流域年內(nèi)降水分配不均,干、濕季節(jié)明顯,7-9月的降水量占全年降水量的60-70%蒸發(fā)強(qiáng)烈,年均蒸發(fā)量1100-1600mm。 近幾十年來,該區(qū)發(fā)展迅速,沿黃兩岸工農(nóng)業(yè)用水量持續(xù)上漲,水土流失、污染等問題頻繁發(fā)生。為此,迫切需要對(duì)寧夏境內(nèi)的黃河徑流變化進(jìn)行研究,了解影響流域內(nèi)徑流變化的內(nèi)在因素,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的集約、節(jié)約化利用和管理。SWAT(Soil and Water Assessment Tools)模型是一個(gè)具有很強(qiáng)物理機(jī)制的、以日為時(shí)間步長并可進(jìn)行連續(xù)長時(shí)段模擬的分布式流域尺度水文模型。它可模擬流域的徑流、蒸騰蒸發(fā)、泥沙與營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移、土壤侵蝕、氣候變化對(duì)徑流的影響、土地利用與覆被變化對(duì)徑流的影響等過程。 本文通過綜述SWAT模型的研究進(jìn)展,結(jié)合寧夏段黃河流域的實(shí)際情況和所收集到的數(shù)據(jù),構(gòu)建了該流域的SWAT模型。通過利用確定性系數(shù)R2和效率系數(shù)Ens,驗(yàn)證和評(píng)價(jià)了所建立的SWAT模型在該流域的適用性。模型構(gòu)建完畢,研究利用SWAT模型,針對(duì)水田、水澆地、旱地、有林地、灌木林地和草地6種土地覆被類型,分別設(shè)置了8種情景模式,即模擬水田等6種士地覆被類型,分別在面積增加5%、10%、15%、20%和減少5%、10%、15%、20%的情況下徑流的變化情況。然后,研究對(duì)氣溫變化和降水量分別設(shè)置了8種情景模式,即：在2010年的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上,使降水量分別增加和減少8%、16%、24%、32%；使氣溫分別升高和降低0.5℃、1℃、1.5℃、2℃。最后得出了氣溫和降水變化對(duì)徑流的影響。具體的主要結(jié)論如下： (1)SWAT模型在寧夏段黃河流域最敏感的參數(shù)主要有SCS徑流曲線系數(shù)(CN2)、土壤有效儲(chǔ)水量(SOL_AWC)、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)(ESCO)等。通過對(duì)比實(shí)測(cè)月均流量和模擬月均流量,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定性系數(shù)R2均在0.745～0.920之間,Nash-S utcliffe效率系數(shù)Ens均在0.686～0.874之間,即模型滿足使用要求,表示SWAT模型能夠較好地在寧夏段黃河流域應(yīng)用。 (2)草地和灌木林地面積的增加可以使徑流量增大,且相對(duì)于灌木林地,草地的作用更為明顯,在黃河流域?qū)幭亩?最適宜推廣的覆被類型為草地。水田、水澆地、旱地面積的增加會(huì)使徑流量下降,并且,當(dāng)三者的面積增加時(shí),水澆地的面積變化對(duì)徑流量的影響最大,水田次之,旱地影響最小。 (3)降水量的增加和氣溫降低可以使該流域的徑流增加,降水量的減少和氣溫的升高會(huì)使徑流減少。氣溫降低和降水量減少對(duì)徑流量的作用相反,當(dāng)降水量的減少量達(dá)到24%及以上時(shí),徑流量減少,表示降水量對(duì)徑流的作用效果更顯著；當(dāng)降水量的減少量等于16%時(shí),氣溫的降低值達(dá)到1.5℃及以上時(shí),氣溫的作用效果更顯著；當(dāng)降水量的減少量低等于8%時(shí),氣溫的降低值達(dá)到1.0℃及以上時(shí),氣溫的作用效果更顯著。 通過對(duì)研究結(jié)果的分析,結(jié)合寧夏黃河流域的實(shí)際情況,本文提出了培育并大力種植耐寒耐鹽堿的草和灌木、加強(qiáng)洪澇旱災(zāi)預(yù)警,及時(shí)調(diào)整水資源利用戰(zhàn)略和全面進(jìn)行每種土地覆被與類型與徑流關(guān)系的研究三個(gè)方面的政策建議。另外,WAT模型具有強(qiáng)大功能,本文在研究過程中僅使用了其很小的一部分功能。同時(shí),寧夏段黃河流域存在諸多尚未解決的問題,需要進(jìn)行更深層次的研究,結(jié)合目前的研究成果,對(duì)SWAT模型在研究土壤質(zhì)地對(duì)徑流的影響、與WRAP模型的耦合、WEAP模型的耦合、研究未利用地等其他土地覆被類型與徑流的關(guān)系4個(gè)方面是對(duì)未來研究的展望。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P333
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號(hào)：1685257
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