發(fā)布時(shí)間：2017-10-05 08:27

  本文關(guān)鍵詞：基子GIS和SWAT模型的嘉陵江降雨徑流模擬研究

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【摘要】：降雨是水循環(huán)的重要組成部分,也是地表徑流形成的基礎(chǔ),科學(xué)掌握流域的水文過(guò)程,可以為水文水資源的利用、管理提供科學(xué)決策,當(dāng)前研究水文過(guò)程的尺度效應(yīng)作為流域水文研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。本研究以長(zhǎng)江北岸支流嘉陵江下游作為研究區(qū)域,嘉陵江作為長(zhǎng)江流域重要的水源來(lái)源,支撐著長(zhǎng)江流域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶具有不可估量的地位和作用,如何建立合適有效的水文模型顯得尤為重要,運(yùn)用分布式水文模型SWAT和當(dāng)前GIS技術(shù)對(duì)流域水文過(guò)程、月尺度徑流量進(jìn)行模擬。SWAT模型是近年來(lái)發(fā)展迅速、影響較大的分布式水文模型之一,模型充分考慮了研究區(qū)在土壤類型、土地利用/覆蓋、氣象、地形地貌等因素的空間差異性和分布,通過(guò)地形空間數(shù)據(jù)DEM基于一定的集水閾值對(duì)流域進(jìn)行自動(dòng)劃分,并結(jié)合土壤數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)模擬研究區(qū)的水文過(guò)程。本研究利用2003-2011年氣象資料和嘉陵江北碚水文站的實(shí)測(cè)徑流量資料,分析研究區(qū)降雨-徑流量的時(shí)空變化,主要結(jié)論如下:(1)對(duì)研究區(qū)30m分辨率數(shù)字高程DEM數(shù)據(jù)的處理,分析河網(wǎng)密度與集水閾值之間的變化關(guān)系,當(dāng)取集水閾值為4000個(gè)柵格數(shù)時(shí),提取的流域河網(wǎng)密度和集水閾值之間的變化趨于穩(wěn)定,證明此閾值是嘉陵江下游流域的模擬最佳閾值。最終確定用集水閾值為4000個(gè)柵格提取流域的數(shù)字水系,并劃分為25個(gè)子流域。(2)利用研究區(qū)土地利用/覆蓋圖、土壤類型圖,2000-2011年的氣象數(shù)據(jù),建立研究區(qū)SWAT模型土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)和氣象屬性數(shù)據(jù)庫(kù),并將結(jié)合所劃分的子流域確定水文162個(gè)HRUs。(3)建立了嘉陵江下游流域的SWAT模型,以月尺度為時(shí)間步長(zhǎng)模擬了流域的月均徑流量,以下游流域北碚控制水文站2003-2006年實(shí)測(cè)徑流量為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),對(duì)流域徑流量模擬中的參數(shù)進(jìn)行敏感性分析,從參數(shù)分析結(jié)果表中選取了8個(gè)對(duì)徑流量影響最大的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn);以2007-2011年實(shí)測(cè)徑流量數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬精度驗(yàn)證,結(jié)果表明,模型模擬的結(jié)果除了在2006相對(duì)誤差為24.3%,其余年份誤差均在正負(fù)15%以內(nèi),確定性系數(shù)在率定期和驗(yàn)證期分別為0.83、0.81,結(jié)果表明SWAT模型可以應(yīng)用在嘉陵江下游流域。(4)利用2000、2005、2010年三期土地利用數(shù)據(jù),并建立研究區(qū)全林地覆蓋、全耕地覆蓋和3種退耕還林情況等5種土地利用/覆蓋情景,研究流域在不同土地覆蓋情景下的徑流量變化,模擬結(jié)果表明,土地覆蓋的變化會(huì)引起徑流量相應(yīng)的變化,但是變化幅度并不大,2000-2010年10年間流域內(nèi)的徑流量減少了5.85%,林地和耕地的增加都會(huì)一定程度降低流域徑流量,影響流域徑流量的主要原因是降水的空間差異性。
【關(guān)鍵詞】：SWAT模型 DEM 徑流模擬 嘉陵江流域 數(shù)據(jù)庫(kù)
【學(xué)位授予單位】：重慶師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P333
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 引言11-20
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12
• 1.2 水文模型12-14
• 1.2.1 分布式水文模型12-13
• 1.2.2 常見(jiàn)的分布式水文模型13-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 研究目標(biāo)17
• 1.5 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.6 技術(shù)路線18-20
• 2 研究區(qū)概況20-27
• 2.1 自然環(huán)境概況20-27
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地質(zhì)地貌特征20-21
• 2.1.3 氣候條件21-25
• 2.1.4 土壤25-27
• 3 SWAT模型簡(jiǎn)介及原理27-33
• 3.1 SWAT模型簡(jiǎn)介27
• 3.2 SWAT模型結(jié)構(gòu)27-29
• 3.3 SWAT模型特點(diǎn)29
• 3.4 SWAT模型原理29-33
• 3.4.1 產(chǎn)流、坡面匯流29-32
• 3.4.2 河道匯流32-33
• 4 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫(kù)建立33-55
• 4.1 土地利用數(shù)據(jù)處理33-35
• 4.2 土壤數(shù)據(jù)處理35-40
• 4.3 氣象數(shù)據(jù)庫(kù)的建立40-55
• 5 流域徑流模擬及結(jié)果分析55-73
• 5.1 流域SWAT模型的建立55-58
• 5.1.1 河網(wǎng)閾值的確定55-57
• 5.1.2 流域邊界及子流域的劃分57-58
• 5.2 水文響應(yīng)單元的劃分58-59
• 5.3 SWAT模型運(yùn)行59-60
• 5.3.1 徑流模擬方法59
• 5.3.2 潛在蒸散發(fā)量計(jì)算方法59
• 5.3.3 河道演算方法59-60
• 5.4 敏感性分析及參數(shù)率定60-61
• 5.5 模擬結(jié)果與評(píng)價(jià)61-73
• 5.5.1 年總徑流量結(jié)果分析62-64
• 5.5.2 月日均徑流量結(jié)果分析64-69
• 5.5.3 徑流量-降雨量的關(guān)系69-70
• 5.5.4 流域水量的空間分布70-73
• 6 土地利用/覆被變化環(huán)境下的徑流研究73-79
• 6.1 現(xiàn)階段土地利用/覆被特征分析73-76
• 6.2 土地利用/覆被特殊情景設(shè)計(jì)76-77
• 6.3 土地利用變化情況下徑流模擬分析77-79
• 7 結(jié)論與展望79-81
• 7.1 結(jié)論79-80
• 7.2 存在問(wèn)題與展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況86-87
• 致謝87

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