發(fā)布時(shí)間：2017-07-17 22:03

  本文關(guān)鍵詞：基于SWAT模型的朱莊水庫(kù)流域土地利用變化的水文響應(yīng)研究

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【摘要】：流域水文模型是研究水文變化規(guī)律、水資源合理配置的有效工具,近年來(lái),伴隨著流域水文模型與計(jì)算機(jī)、GIS和遙感技術(shù)的不斷結(jié)合,使得其在水文循環(huán)研究中的作用愈加重要。由美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心開(kāi)發(fā)的SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型,能夠同時(shí)將氣候、土壤、人類(lèi)管理措施等多方面因素進(jìn)行綜合考慮,對(duì)研究區(qū)域的描述更接近于實(shí)際,使其在水文研究中的作用日漸凸顯。本文選擇朱莊水庫(kù)流域作為研究區(qū)域,在GIS技術(shù)的支持下建立該流域的SWAT模型并對(duì)模型的可適用性進(jìn)行了評(píng)價(jià),在此基礎(chǔ)上,設(shè)置了不同的土地利用變化情景來(lái)模擬下墊面的水文響應(yīng)變化。主要研究結(jié)論如下:⑴對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行流域劃分。在GIS中基于數(shù)字高程模型(DEM)提取相關(guān)水文信息,將面積為1200Km2的研究區(qū)域劃分為19個(gè)子流域,并將土地利用類(lèi)型、土壤類(lèi)型和坡度信息進(jìn)行疊加,得到241個(gè)水文響應(yīng)單元(HRU)。⑵建立研究區(qū)SWAT模型屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。參照世界協(xié)調(diào)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)(Harmonized World Soil Database(HWSD))得到土壤的相關(guān)屬性數(shù)據(jù),包括土壤水文學(xué)分組、土壤剖面最大根系深度、土壤濕密度等11個(gè)參數(shù)。依據(jù)SWAT模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的用地類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn),將研究區(qū)的土地利用方式進(jìn)行重分類(lèi)。將收集得到的氣溫、降水等氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,建立研究區(qū)的氣象數(shù)據(jù)庫(kù)。⑶模型參數(shù)的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。通過(guò)敏感性分析得到對(duì)模型比較敏感的9個(gè)參數(shù):土壤飽和水利傳導(dǎo)系數(shù)、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)、基流消退系數(shù)、地下水延遲因子、土壤濕密度、徑流曲線數(shù)、土壤可供水量、地下水再蒸發(fā)系數(shù)、最小基流出流閥值,據(jù)此對(duì)模型進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。⑷模型適用性評(píng)價(jià)。利用朱莊水庫(kù)水文站2005-2008年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn),2009-2010年數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,校準(zhǔn)期模型效率系數(shù)(Ens)、相對(duì)誤差(Re)和相關(guān)系數(shù)(R2)分別為0.71、17、0.86,驗(yàn)證期模型效率系數(shù)(Ens)、相對(duì)誤差(Re)和相關(guān)系數(shù)(R2)分別為0.77、11、0.87,證明模型能夠較好地應(yīng)用于朱莊水庫(kù)流域。⑸假定土地利用情景分析。通過(guò)極端土地利用法設(shè)定了3種土地利用情景,結(jié)果表明:林地和草地面積增加會(huì)減少流域徑流,而耕地面積的增加會(huì)增加流域徑流;林地和草地對(duì)流域水源的涵養(yǎng)作用大于耕地。
【關(guān)鍵詞】：SWAT模型 朱莊水庫(kù)流域 土地利用變化 徑流模擬
【學(xué)位授予單位】：河北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P333
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 土地利用/覆被變化的水文響應(yīng)研究綜述10-12
• 1.3 SWAT模型的發(fā)展歷程與特點(diǎn)12-14
• 1.4 SWAT模型應(yīng)用研究進(jìn)展綜述14-20
• 1.4.1 徑流模擬研究14-15
• 1.4.2 非點(diǎn)源污染研究15-17
• 1.4.3 環(huán)境變化下的水文響應(yīng)研究17-19
• 1.4.4 SWAT模型的改進(jìn)以及與其他模型的耦合研究19-20
• 1.5 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線20-22
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5.2 技術(shù)路線21-22
• 2 研究區(qū)概況22-24
• 2.1 地理位置22
• 2.2 自然地理概況22-24
• 2.2.1 地形地貌22
• 2.2.2 氣候狀況22-23
• 2.2.3 河流水系23-24
• 3 SWAT模型的水文過(guò)程原理24-28
• 3.1 坡面水文過(guò)程24-28
• 3.2 河道水文過(guò)程28
• 4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)28-37
• 4.1 數(shù)字高程模型（DEM）28-29
• 4.2 土地利用數(shù)據(jù)29-30
• 4.3 土壤數(shù)據(jù)30-35
• 4.4 氣象數(shù)據(jù)35-37
• 5 朱莊水庫(kù)流域SWAT模型的建立與驗(yàn)證37-43
• 5.1 朱莊水庫(kù)流域模型建立37-39
• 5.1.1 流域河網(wǎng)的生成及子流域劃分37
• 5.1.2 水文響應(yīng)單元（HRU）劃分37-38
• 5.1.3 氣象數(shù)據(jù)輸入38
• 5.1.4 模型運(yùn)行38-39
• 5.2 模型驗(yàn)證39-43
• 5.2.1 參數(shù)敏感性分析39
• 5.2.2 模型適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)39-40
• 5.2.3 模型參數(shù)的校準(zhǔn)和驗(yàn)證40-43
• 6 土地利用/覆被變化情境下的徑流模擬研究43-48
• 7 結(jié)論與展望48-50
• 7.1 結(jié)論48-49
• 7.2 不足和展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-58
• 致謝58-60
• 攻讀學(xué)位期間取得的科研成果清單60

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