基于RS/GIS和SWAT模型的南流江流域分布式水沙耦合模擬研究
發(fā)布時間:2021-02-25 11:24
北部灣是我國的南大門,是西南地區(qū)出?谧罱膮^(qū)域。近年來,隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,區(qū)內(nèi)地表覆蓋等發(fā)生了劇烈變化,其對生態(tài)環(huán)境等造成的影響亟待評估。隨著北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略,南流江流域的重要性日益受到人們的關(guān)注。鑒于此,本文借助RS/GIS技術(shù),以Mann—Kendall檢驗(yàn)方法、RUSLE模型和SWAT模型為理論指導(dǎo),探討研究了南流江流域內(nèi)氣溫、降雨氣象因子變化特征及其對水文過程的影響,基于RUSLE模型,評估了流域內(nèi)土壤侵蝕狀況,同時基于SWAT模型,建立流域分布式水沙耦合模型,實(shí)現(xiàn)對流域內(nèi)徑流、泥沙月尺度變化特征進(jìn)行模擬。通過研究,本文得出以下主要結(jié)論:1.通過對流域內(nèi)氣象和水文資料的收集與整理,運(yùn)用描述統(tǒng)計分析、M-K檢驗(yàn)方法分析發(fā)現(xiàn),在1961年到2008年間,降雨基本保持波動平衡狀態(tài),氣溫在1967年左右發(fā)生過突變,整體有上升趨勢,徑流和泥沙變化同步,有下降趨勢。徑流、泥沙受氣候影響顯著,降雨、徑流回歸決定系數(shù)達(dá)0.8以上。2.運(yùn)用RUSLE模型對流域土壤侵蝕狀況進(jìn)行評價,發(fā)現(xiàn)南流江流域土壤總體侵蝕狀況為輕度侵蝕,平均土壤侵蝕模數(shù)為1390 t/km2?a,年總侵蝕量為...
【文章來源】:南寧師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景和意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究概況
1.2.1 分布式水文模型研究進(jìn)展
1.2.2 土壤侵蝕模型研究進(jìn)展
1.2.3 目前分布式水沙耦合模型的存在的主要問題
1.2.4 分布式水沙耦合模型的發(fā)展趨勢
1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線
1.3.1 研究主要內(nèi)容
1.3.2 研究技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況
2.1 區(qū)位概況
2.2 地形地貌
2.3 土壤植被
2.4 水文氣象
2.5 社會經(jīng)濟(jì)
3 氣候因子變化特征分析及對水文過程的影響
3.1 分析方法
3.1.1 描述性統(tǒng)計分析
3.1.2 Mann—Kendall檢驗(yàn)分析
3.2 氣象因子描述統(tǒng)計分析
3.3 流域降水及變化特征及趨勢分析
3.3.1 降水年際變化
3.3.2 降水年內(nèi)變化
3.3.3 降水變化的趨勢性檢驗(yàn)
3.4 流域氣溫變化特征及趨勢分析
3.4.1 氣溫的年際變化
3.4.2 氣溫的年內(nèi)變化
3.4.3 氣溫變化的趨勢性檢驗(yàn)
3.5 流域徑流、泥沙變化特征及趨勢分析
3.5.1 徑流、泥沙年際變化特征
3.5.2 徑流、泥沙年內(nèi)變化特征
3.5.3 徑流、泥沙變化趨勢性檢驗(yàn)
3.5.4 降雨、徑流、泥沙變化關(guān)系分析
3.6 小結(jié)
4 流域土壤侵蝕定量評價
4.1 研究方法
4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
4.2.1 降雨侵蝕力因子計算(R值)
4.2.2 土壤可蝕性因子計算(K值)
4.2.3 坡度坡長因子計算(LS值)
4.2.4 土地覆被與管理因子(C值)
4.2.5 水土保持措施因子(P值)
4.3 研究結(jié)果分析
4.3.1 土壤侵蝕計算與制圖
4.3.2 土壤侵蝕現(xiàn)狀分析
4.3.3 不同土地利用類型與土壤侵蝕狀況分析
4.3.4 不同海拔高度下的土壤侵蝕空間特征分析
4.3.5 不同植被覆蓋度下的土壤侵蝕空間分布特征分析
4.4 RUSLE模型土壤侵蝕計算的適宜性評價
4.5 小結(jié)
5 基于SWAT模型的徑流泥沙模擬
5.1 SWAT模型介紹
5.1.1 模型簡介
5.1.2 模型主要模塊原理
5.2 SWAT模型數(shù)據(jù)庫建立
5.2.1 流域基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)
5.2.2 土地利用類型數(shù)據(jù)
5.2.3 土壤類型數(shù)據(jù)
5.2.4 氣象因子數(shù)據(jù)
5.2.5 徑流、泥沙觀測數(shù)據(jù)
5.3 基于SWAT模型的南流江流域水文建模
5.3.1 流域水系自動生成
5.3.2 子流域劃分
5.3.3 水文響應(yīng)單元劃分
5.3.4 數(shù)據(jù)寫入
5.4 模型參數(shù)的率定與驗(yàn)證
5.4.1 模型參數(shù)敏感性分析
5.4.1.1 敏感性分析方法
5.4.1.2 敏感性分析結(jié)果
5.4.2 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.4.2.1 徑流參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.4.2.2 泥沙參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.5 模擬結(jié)果分析
5.5.1 徑流模擬分析
5.5.2 泥沙模擬分析
5.6 SWAT模型適用性評價
5.7 小結(jié)
6 結(jié)論與討論
6.1 研究結(jié)論
6.2 不足與展望
6.3 文章可能存在的創(chuàng)新
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士期間參與項(xiàng)目及發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]欽江流域土地利用變化對徑流的影響[J]. 陶艷成,華璀,盧遠(yuǎn),蘇文靜,高峰,何文. 中國水土保持. 2013(06)
[2]基于GIS和RUSLE的粵東黃岡河流域土壤侵蝕評估[J]. 張旭群,陳耀強(qiáng),陳浩昆,李就好. 中國水土保持. 2013(02)
[3]華南南流江流域ESRE復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J]. 闞興龍,周永章,李輝. 熱帶地理. 2012(06)
[4]基于Mann-Kendall法的水文序列趨勢成分比重研究[J]. 于延勝,陳興偉. 自然資源學(xué)報. 2011(09)
[5]廣西南流江流域水環(huán)境現(xiàn)狀及綜合管理[J]. 王小剛,郭純青,田西昭,王文君,黃翠秋. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(05)
[6]長江黃河源區(qū)近45年氣候變化特征分析[J]. 劉光生,王根緒,胡宏昌,任東興,孫向陽. 資源科學(xué). 2010(08)
[7]SCS模型及其研究進(jìn)展[J]. 劉家福,蔣衛(wèi)國,占文鳳,周紀(jì). 水土保持研究. 2010(02)
[8]SWAT模型參數(shù)敏感性分析與自動率定的重要性研究——以瑪納斯河徑流模擬為例[J]. 李慧,靳晟,雷曉云,朱連勇,張翔. 水資源與水工程學(xué)報. 2010(01)
[9]SWAT模型參數(shù)敏感性分析及應(yīng)用[J]. 黃清華,張萬昌. 干旱區(qū)地理. 2010(01)
[10]基于137Cs法對小流域侵蝕特征的研究[J]. 徐金英,柴文晴,陳曉燕,何丙輝,謝德體,劉秀華. 西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(05)
博士論文
[1]東北黑土區(qū)土壤侵蝕過程機(jī)理和土壤養(yǎng)分遷移研究[D]. 安娟.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) 2012
[2]黃土丘陵區(qū)流域徑流泥沙對氣候變化和高強(qiáng)度人類活動響應(yīng)研究[D]. 李慶云.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[3]武陵山區(qū)低山丘陵小流域土壤侵蝕特征及產(chǎn)流產(chǎn)沙模擬預(yù)測[D]. 周璟.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2009
[4]延河流域土壤侵蝕時空變化及水土保持環(huán)境效應(yīng)評價研究[D]. 謝紅霞.陜西師范大學(xué) 2008
[5]黃河中游分布式水沙耦合模型研究[D]. 金鑫.河海大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于敏感性分析的SWAT水文參數(shù)優(yōu)化方法比較研究[D]. 田琳.吉林大學(xué) 2014
[2]南流江流域土壤侵蝕空間分布特征研究[D]. 侯劉起.廣西師范學(xué)院 2013
[3]基于GIS和RS的沂河上游重點(diǎn)地區(qū)土壤侵蝕監(jiān)測方法研究[D]. 孫澤祥.山東師范大學(xué) 2012
[4]三峽庫區(qū)土壤侵蝕遙感監(jiān)測及其尺度效應(yīng)[D]. 汪濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3050896
【文章來源】:南寧師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 研究背景和意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究概況
1.2.1 分布式水文模型研究進(jìn)展
1.2.2 土壤侵蝕模型研究進(jìn)展
1.2.3 目前分布式水沙耦合模型的存在的主要問題
1.2.4 分布式水沙耦合模型的發(fā)展趨勢
1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線
1.3.1 研究主要內(nèi)容
1.3.2 研究技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況
2.1 區(qū)位概況
2.2 地形地貌
2.3 土壤植被
2.4 水文氣象
2.5 社會經(jīng)濟(jì)
3 氣候因子變化特征分析及對水文過程的影響
3.1 分析方法
3.1.1 描述性統(tǒng)計分析
3.1.2 Mann—Kendall檢驗(yàn)分析
3.2 氣象因子描述統(tǒng)計分析
3.3 流域降水及變化特征及趨勢分析
3.3.1 降水年際變化
3.3.2 降水年內(nèi)變化
3.3.3 降水變化的趨勢性檢驗(yàn)
3.4 流域氣溫變化特征及趨勢分析
3.4.1 氣溫的年際變化
3.4.2 氣溫的年內(nèi)變化
3.4.3 氣溫變化的趨勢性檢驗(yàn)
3.5 流域徑流、泥沙變化特征及趨勢分析
3.5.1 徑流、泥沙年際變化特征
3.5.2 徑流、泥沙年內(nèi)變化特征
3.5.3 徑流、泥沙變化趨勢性檢驗(yàn)
3.5.4 降雨、徑流、泥沙變化關(guān)系分析
3.6 小結(jié)
4 流域土壤侵蝕定量評價
4.1 研究方法
4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
4.2.1 降雨侵蝕力因子計算(R值)
4.2.2 土壤可蝕性因子計算(K值)
4.2.3 坡度坡長因子計算(LS值)
4.2.4 土地覆被與管理因子(C值)
4.2.5 水土保持措施因子(P值)
4.3 研究結(jié)果分析
4.3.1 土壤侵蝕計算與制圖
4.3.2 土壤侵蝕現(xiàn)狀分析
4.3.3 不同土地利用類型與土壤侵蝕狀況分析
4.3.4 不同海拔高度下的土壤侵蝕空間特征分析
4.3.5 不同植被覆蓋度下的土壤侵蝕空間分布特征分析
4.4 RUSLE模型土壤侵蝕計算的適宜性評價
4.5 小結(jié)
5 基于SWAT模型的徑流泥沙模擬
5.1 SWAT模型介紹
5.1.1 模型簡介
5.1.2 模型主要模塊原理
5.2 SWAT模型數(shù)據(jù)庫建立
5.2.1 流域基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)
5.2.2 土地利用類型數(shù)據(jù)
5.2.3 土壤類型數(shù)據(jù)
5.2.4 氣象因子數(shù)據(jù)
5.2.5 徑流、泥沙觀測數(shù)據(jù)
5.3 基于SWAT模型的南流江流域水文建模
5.3.1 流域水系自動生成
5.3.2 子流域劃分
5.3.3 水文響應(yīng)單元劃分
5.3.4 數(shù)據(jù)寫入
5.4 模型參數(shù)的率定與驗(yàn)證
5.4.1 模型參數(shù)敏感性分析
5.4.1.1 敏感性分析方法
5.4.1.2 敏感性分析結(jié)果
5.4.2 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.4.2.1 徑流參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.4.2.2 泥沙參數(shù)率定與驗(yàn)證
5.5 模擬結(jié)果分析
5.5.1 徑流模擬分析
5.5.2 泥沙模擬分析
5.6 SWAT模型適用性評價
5.7 小結(jié)
6 結(jié)論與討論
6.1 研究結(jié)論
6.2 不足與展望
6.3 文章可能存在的創(chuàng)新
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀碩士期間參與項(xiàng)目及發(fā)表論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]欽江流域土地利用變化對徑流的影響[J]. 陶艷成,華璀,盧遠(yuǎn),蘇文靜,高峰,何文. 中國水土保持. 2013(06)
[2]基于GIS和RUSLE的粵東黃岡河流域土壤侵蝕評估[J]. 張旭群,陳耀強(qiáng),陳浩昆,李就好. 中國水土保持. 2013(02)
[3]華南南流江流域ESRE復(fù)合系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展研究[J]. 闞興龍,周永章,李輝. 熱帶地理. 2012(06)
[4]基于Mann-Kendall法的水文序列趨勢成分比重研究[J]. 于延勝,陳興偉. 自然資源學(xué)報. 2011(09)
[5]廣西南流江流域水環(huán)境現(xiàn)狀及綜合管理[J]. 王小剛,郭純青,田西昭,王文君,黃翠秋. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(05)
[6]長江黃河源區(qū)近45年氣候變化特征分析[J]. 劉光生,王根緒,胡宏昌,任東興,孫向陽. 資源科學(xué). 2010(08)
[7]SCS模型及其研究進(jìn)展[J]. 劉家福,蔣衛(wèi)國,占文鳳,周紀(jì). 水土保持研究. 2010(02)
[8]SWAT模型參數(shù)敏感性分析與自動率定的重要性研究——以瑪納斯河徑流模擬為例[J]. 李慧,靳晟,雷曉云,朱連勇,張翔. 水資源與水工程學(xué)報. 2010(01)
[9]SWAT模型參數(shù)敏感性分析及應(yīng)用[J]. 黃清華,張萬昌. 干旱區(qū)地理. 2010(01)
[10]基于137Cs法對小流域侵蝕特征的研究[J]. 徐金英,柴文晴,陳曉燕,何丙輝,謝德體,劉秀華. 西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(05)
博士論文
[1]東北黑土區(qū)土壤侵蝕過程機(jī)理和土壤養(yǎng)分遷移研究[D]. 安娟.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) 2012
[2]黃土丘陵區(qū)流域徑流泥沙對氣候變化和高強(qiáng)度人類活動響應(yīng)研究[D]. 李慶云.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[3]武陵山區(qū)低山丘陵小流域土壤侵蝕特征及產(chǎn)流產(chǎn)沙模擬預(yù)測[D]. 周璟.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2009
[4]延河流域土壤侵蝕時空變化及水土保持環(huán)境效應(yīng)評價研究[D]. 謝紅霞.陜西師范大學(xué) 2008
[5]黃河中游分布式水沙耦合模型研究[D]. 金鑫.河海大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于敏感性分析的SWAT水文參數(shù)優(yōu)化方法比較研究[D]. 田琳.吉林大學(xué) 2014
[2]南流江流域土壤侵蝕空間分布特征研究[D]. 侯劉起.廣西師范學(xué)院 2013
[3]基于GIS和RS的沂河上游重點(diǎn)地區(qū)土壤侵蝕監(jiān)測方法研究[D]. 孫澤祥.山東師范大學(xué) 2012
[4]三峽庫區(qū)土壤侵蝕遙感監(jiān)測及其尺度效應(yīng)[D]. 汪濤.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3050896
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