發(fā)布時(shí)間：2017-04-22 18:11

  本文關(guān)鍵詞：SWAT模型在達(dá)溪河流域的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：研究小流域內(nèi)徑流變化規(guī)律,是流域水資源開發(fā)管理、規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一,對于地區(qū)流域水土流失的防治及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)也有一定的科學(xué)指導(dǎo)意義。在客觀認(rèn)識流域水循環(huán)特性的基礎(chǔ)上,本文基于SWAT水文模型,對達(dá)溪河流域的徑流過程進(jìn)行了模擬分析,主要研究結(jié)果如下:(1)運(yùn)用ArcGIS10.1、Excel、SPAW、SwatWeather等軟件及程序,基于DEM、土地利用、土壤、氣象等資料,建立了達(dá)溪河流域的DEM、土地利用圖和土壤類型圖等空間數(shù)據(jù)庫,以及氣象屬性數(shù)據(jù)庫和土壤屬性數(shù)據(jù)庫等。從DEM中提取出達(dá)溪河流域的流域面積、坡度、水流流向、河網(wǎng)等水文要素,最終劃分成29個(gè)子流域;設(shè)定土地利用、土壤面積閥值以及坡度分級,將流域最終劃分為178個(gè)水文響應(yīng)單元(HRU),對流域進(jìn)行了分布式描述。(2)根據(jù)輸入的逐日氣象數(shù)據(jù)文件以及SWAT模型自動(dòng)創(chuàng)建的輸入文件,構(gòu)建的達(dá)溪河流域SWAT模擬模型,結(jié)合張家溝水文站1980~1986年的月徑流實(shí)測資料,使用SWAT-CUP工具中sufi-2算法對模型產(chǎn)流結(jié)果進(jìn)行參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化,得出對達(dá)溪河流域徑流模擬結(jié)果影響重要的14個(gè)敏感性參數(shù):土壤飽和水力傳導(dǎo)率、主河道淤泥有效導(dǎo)水率、基流消退系數(shù)、生物混合效應(yīng)、淺層地下水徑流系數(shù)、土壤有效持水量、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)、地下水遲滯時(shí)間、地表徑流延滯系數(shù)、主河道曼寧n值、土表到每個(gè)土層底部的厚度、最大冠層需水量、深蓄水層滲透系、徑流曲線數(shù),同時(shí)得到各參數(shù)值。根據(jù)模型率定結(jié)果,應(yīng)用1987年~1990年的實(shí)測月徑流數(shù)據(jù)對模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。模型校準(zhǔn)和驗(yàn)證的結(jié)果顯示,校準(zhǔn)期和驗(yàn)證期內(nèi)的月徑流量,相關(guān)系數(shù)分別為0.79、0.79,Nash-Suttcliffe(Ens)分別為0.82、0.82,滿足要求,因此建立的SWAT模型可以應(yīng)用于達(dá)溪河流域進(jìn)行徑流預(yù)測,且模擬效果穩(wěn)定良好。(3)以30米分辨率的DEM為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),運(yùn)用同一套土壤數(shù)據(jù),土地利用數(shù)據(jù)和氣象資料,探討基于多種不同分辨率的DEM數(shù)據(jù)對流域高程、坡度、子流域分割與河道位置以及其對水文模擬結(jié)果的影響。結(jié)果表明:當(dāng)DEM分辨率從30米降低到500米時(shí),提取流域的最大坡度降低了81.2%。分辨率大于100米的河道位置基本重合,河網(wǎng)形狀、河網(wǎng)密度基本相同,而其他分辨率的DEM劃分的河網(wǎng)彎曲度變的比較平直,河道位置有些偏移。最小集水面積閾值隨著分辨率降低而變小,總流域面積變小,子流域數(shù)由29個(gè)降至21個(gè),平均面積逐漸增大。當(dāng)DEM格網(wǎng)單元從100米增至500米時(shí),模擬徑流值呈現(xiàn)微弱的下降趨勢,但總體差別不大,相對產(chǎn)流而言,模擬泥沙量對DEM分辨率敏感性較大,產(chǎn)沙含量降低了45%左右。將達(dá)溪河流域內(nèi)17種土地利用方式重分為七類、五類和三類,其他數(shù)據(jù)相同,模擬結(jié)果表明:重分類方式對模擬徑流結(jié)果影響不顯著,但對泥沙模擬影響大。(4)研究通過設(shè)置3種不同的情景,探討不同土地利用方式對徑流的影響過程。在1985年實(shí)際土地利用情況下,模擬徑流量大于退耕還林還草情景下的徑流量,全部退為草地的情景下徑流量最小。采用假定氣候情景法,降水在現(xiàn)有的氣象資料的基礎(chǔ)上增加20%、10%、不變、減少10%、20%;氣溫在現(xiàn)有的氣象資料的的基礎(chǔ)上升高2℃、1℃、不變、降低1℃、2℃,兩兩組合,共有25種情景模擬。模擬結(jié)果表明:氣候變化對流域徑流影響十分顯著;與氣溫變化相比,流域徑流量的變化受降雨量影響較大;在不同的氣候情景下,模擬徑流量的存在顯著差異。
【關(guān)鍵詞】：SWAT模型 達(dá)溪河流域 數(shù)據(jù)庫 DEM分辨率 土地利用方式
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P333
【目錄】：

• 摘要5-7
• 英文摘要7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究的背景與意義11-12
• 1.2 SWAT模型應(yīng)用研究進(jìn)展12-14
• 1.2.1 國外研究進(jìn)展12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究進(jìn)展13-14
• 1.3 分布式水文模型參數(shù)優(yōu)選研究進(jìn)展14-16
• 1.4 空間輸入數(shù)據(jù)對SWAT模型的影響16-17
• 1.5 研究內(nèi)容和方法17-20
• 1.5.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.5.2 技術(shù)路線18-20
• 第二章 研究區(qū)概況與模型原理20-25
• 2.1 研究區(qū)概況20-21
• 2.1.1 整體概況20
• 2.1.2 地質(zhì)地貌20
• 2.1.3 生態(tài)環(huán)境20-21
• 2.1.4 社會經(jīng)濟(jì)概況21
• 2.2 SWAT模型特點(diǎn)21-22
• 2.3 SWAT模型原理22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 達(dá)溪河流域的SWAT模型構(gòu)建與模型參數(shù)優(yōu)化25-46
• 3.1 空間數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建25-35
• 3.1.1 地理信息獲取26
• 3.1.2 數(shù)字高程模型的建立與子流域劃分26-29
• 3.1.3 土地利用圖的數(shù)字化29-30
• 3.1.4 土壤類型空間分布圖的構(gòu)建30-35
• 3.2 氣象數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建35-39
• 3.3 模擬模型構(gòu)建39-41
• 3.3.1 模型初始化39
• 3.3.2 水文響應(yīng)單元的劃分39-40
• 3.3.3 氣象數(shù)據(jù)的輸入40
• 3.3.4 SWAT模型參數(shù)的選取40-41
• 3.4 模型參數(shù)敏感性分析41-43
• 3.5 模型參數(shù)率定與驗(yàn)證43-45
• 3.6 本章小結(jié)與討論45-46
• 第四章 DEM分辨率與土地利用重分類對SWAT模型的影響46-56
• 4.1 DEM分辨率對SWAT模型模擬結(jié)果的影響46-51
• 4.1.1 不同分辨率的DEM對模型提取參數(shù)的影響46-49
• 4.1.2 DEM不同分辨率下水沙模擬結(jié)果差異與分析49-51
• 4.2 土地利用類型重分類對模擬結(jié)果的影響51-54
• 4.2.1 土地利用圖分類情況51-54
• 4.2.2 土地利用類型不同重分類對模擬結(jié)果的影響54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第五章 土地利用變化與氣候變化情景下的徑流模擬56-62
• 5.1 土地利用變化對徑流模擬的影響與結(jié)果分析56-58
• 5.2 氣候變化下的徑流模擬與結(jié)果分析58-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 存在的問題與討論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 致謝69-70
• 作者簡介70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：320988