SWAT模型在南小河溝流域綠水評價(jià)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-05-25 08:25
黃土高原溝壑區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)基地及雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),但受溫帶大陸性季風(fēng)氣候的影響,該區(qū)域內(nèi)降雨量相對偏少且時(shí)空分布極不均勻,導(dǎo)致水資源短缺已成為該區(qū)環(huán)境與發(fā)展的最大制約因子。綠水作為支撐陸地生態(tài)系統(tǒng)和雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要水源,無疑對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。因此,深入理解黃土高原溝壑區(qū)綠水水文過程,合理利用水資源,對流域的糧食生產(chǎn)和生態(tài)恢復(fù)都有重要作用。本研究以黃土高原溝壑區(qū)典型小流域——南小河溝流域?yàn)檠芯繉ο?分析流域降水和氣溫的趨勢、突變和周期性特征,并采用統(tǒng)計(jì)降尺度方法對研究區(qū)兩種氣候情景下未來三個(gè)時(shí)期的氣候變化進(jìn)行預(yù)測。建立南小河溝流域的SWAT模型,采用SWAT-CUP模型進(jìn)行參數(shù)敏感性分析和率定,通過模型的評價(jià)指標(biāo)和流域綠水模擬結(jié)果與其他方法計(jì)算結(jié)果對比,綜合評價(jià)模型的適用性。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用率定的SWAT模型對未來氣候變化情景下的藍(lán)綠水資源進(jìn)行評估,并預(yù)估未來綠水變化趨勢,以期為黃土高原溝壑區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)、水資源規(guī)劃管理等提供合理有效的理論依據(jù)。論文的主要研究結(jié)論如下:(1)對南小河溝流域1955~2018年的年降水、氣溫值進(jìn)行趨勢、突變和周期統(tǒng)計(jì)分析可知,流域降水...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 綠水概念的研究進(jìn)展
1.2.2 綠水評價(jià)方法的研究進(jìn)展
1.2.3 SWAT模型的研究進(jìn)展
1.2.4 目前研究存在的問題
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況及研究方法
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 地理位置
2.1.2 地形地貌
2.1.3 土壤地質(zhì)
2.1.4 水文氣候
2.1.5 植被類型
2.2 SWAT模型模擬方法
2.2.1 數(shù)據(jù)收集及處理方法
2.2.2 SWAT模型建立與模擬方法
2.2.3 模型率定與校正方法
2.3 試驗(yàn)方案
3 流域氣候變化特征分析及預(yù)測
3.1 研究方法
3.1.1 Mann-Kendall檢驗(yàn)法
3.1.2 滑動(dòng)t檢驗(yàn)法
3.1.3 小波分析法
3.2 降水變化特征分析
3.3 氣溫變化特征分析
3.4 流域未來氣候變化預(yù)測
3.5 小結(jié)
4 基于傳統(tǒng)方法的流域綠水資源量計(jì)算
4.1 綠水資源量計(jì)算方法
4.1.1 水量平衡法
4.1.2 微氣象學(xué)法
4.2 流域綠水資源量計(jì)算結(jié)果分析
4.2.1 水量平衡法計(jì)算結(jié)果
4.2.2 微氣象學(xué)法計(jì)算結(jié)果
4.3 小結(jié)
5 基于SWAT模型的綠水模擬
5.1 SWAT模型原理
5.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與數(shù)據(jù)庫建立
5.2.1 水文、氣象數(shù)據(jù)
5.2.2 DEM數(shù)據(jù)
5.2.3 土地利用數(shù)據(jù)
5.2.4 土壤數(shù)據(jù)
5.3 SWAT模型的模擬運(yùn)行
5.3.1 子流域的劃分
5.3.2 水文響應(yīng)單元的劃分
5.3.3 氣象數(shù)據(jù)的輸入
5.3.4 模擬方法的選擇與模型運(yùn)行
5.4 基于SWAT-CUP的模型校準(zhǔn)
5.4.1 SWAT-CUP模型簡介
5.4.2 參數(shù)的敏感性分析
5.4.3 參數(shù)的率定與檢驗(yàn)
5.4.4 SWAT-CUP模型評價(jià)指標(biāo)分析
5.5 流域綠水模擬結(jié)果
5.6 小結(jié)
6 綠水資源量的評價(jià)結(jié)果對比及未來預(yù)測
6.1 三種方法模擬結(jié)果對比分析
6.1.1 三種方法的綠水計(jì)算結(jié)果分析
6.1.2 不同降水頻率下的流域綠水資源量
6.2 未來氣候變化條件下的綠水評估
6.2.1 未來氣候情景下藍(lán)水資源量分析
6.2.2 未來氣候情景下綠水資源量分析
6.3 小結(jié)
7 結(jié)論與建議
7.1 結(jié)論
7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]伊洛河上游流域退耕還林/還草對藍(lán)水綠水分配的影響[J]. 連勰,黃峰. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)(中英文). 2019(09)
[2]基于水循環(huán)模擬的潮白河流域藍(lán)水綠水資源變化趨勢分析[J]. 謝子波,朱奎,魯帆,許怡然,宋昕熠. 水文. 2019(01)
[3]基于相似流域法的SWAT模型模擬黃河中游無資料地區(qū)徑流[J]. 汪銀龍,馮民權(quán),張杰. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]流域綠水管理博弈建模及應(yīng)用分析[J]. 馮暢,毛德華,周慧,曹艷敏,胡光偉. 長江流域資源與環(huán)境. 2018(11)
[5]基于GIS的南小河溝流域土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫建立案例研究[J]. 陳嬌,郜文旺,袁靜,鄭嬌. 農(nóng)業(yè)工程. 2018(04)
[6]南小河溝流域干旱特征[J]. 李藍(lán)君,宋孝玉,王光社,李懷有,李林. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(05)
[7]基于Mann-Kendall法和小波分析中小尺度多年氣候變化特征研究——以甘肅省白銀市近50年氣候變化為例[J]. 楊義,舒和平,馬金珠,陽志方. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2017(05)
[8]黃土塬區(qū)農(nóng)田蒸散的變化特征及主控因素[J]. 張靜,王力,韓雪,張林森. 土壤學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]中國水資源短缺的空間格局及缺水類型[J]. 童紹玉,周振宇,彭海英. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2016(07)
[10]1998-2012年中國省際灰水足跡效率測度與驅(qū)動(dòng)模式分析[J]. 韓琴,孫才志,鄒瑋. 資源科學(xué). 2016(06)
博士論文
[1]黃土高原溝壑區(qū)綠水的評價(jià)方法研究[D]. 符娜.西安理工大學(xué) 2019
[2]變化環(huán)境下黃河流域水汽時(shí)空演變特征及水文響應(yīng)研究[D]. 李彬.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]變化環(huán)境下漣水流域藍(lán)水綠水資源的響應(yīng)特征分析[D]. 馮暢.湖南師范大學(xué) 2018
[4]氣候變化和人類活動(dòng)影響下錫林河流域水文過程響應(yīng)研究[D]. 宋小園.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]黃河中游皇甫川水沙變化及其對氣候和人類活動(dòng)的響應(yīng)[D]. 李二輝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[6]黑河流域藍(lán)綠水時(shí)空變化研究[D]. 臧傳富.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[7]大沽河流域氮磷關(guān)鍵源區(qū)識別及整治措施研究[D]. 吳家林.中國海洋大學(xué) 2013
[8]潮白河流域生態(tài)水文過程對人類活動(dòng)/氣候變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)[D]. 鄭江坤.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[9]中國非濕潤地區(qū)植被與流域水循環(huán)相互作用機(jī)理研究[D]. 邵薇薇.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]南小河溝流域綠水的水文過程及其與植被類型的耦合關(guān)系[D]. 李藍(lán)君.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于Budyko水熱耦合平衡理論的嫩江流域蒸散發(fā)研究[D]. 薛麗君.吉林大學(xué) 2016
[3]SWAT模型參數(shù)優(yōu)化與土地利用變化的徑流效應(yīng)研究[D]. 張麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]基于生態(tài)水文理念下的流域水資源評價(jià)研究[D]. 穆冬靖.天津大學(xué) 2014
[5]基于SWAT-SUFI模型的黃土高原典型流域徑流模擬及水資源管理系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 劉智勇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[6]基于SWAT模型的疏勒河中游徑流模擬研究[D]. 鄒悅.西北師范大學(xué) 2012
[7]基于區(qū)域氣候模式和VIC模型的黑河流域陸氣相互作用研究[D]. 陳亮.蘭州大學(xué) 2011
[8]基于SWAT模型的紅門川流域防護(hù)林變化的水文響應(yīng)研究[D]. 張麗娟.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[9]黃土高塬溝壑區(qū)土壤水資源與土地利用的耦合研究[D]. 馬玉霞.西安理工大學(xué) 2009
[10]SWAT模型小尺度流域模擬的適宜性研究[D]. 丁飛.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3205019
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:87 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 綠水概念的研究進(jìn)展
1.2.2 綠水評價(jià)方法的研究進(jìn)展
1.2.3 SWAT模型的研究進(jìn)展
1.2.4 目前研究存在的問題
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
2 研究區(qū)概況及研究方法
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 地理位置
2.1.2 地形地貌
2.1.3 土壤地質(zhì)
2.1.4 水文氣候
2.1.5 植被類型
2.2 SWAT模型模擬方法
2.2.1 數(shù)據(jù)收集及處理方法
2.2.2 SWAT模型建立與模擬方法
2.2.3 模型率定與校正方法
2.3 試驗(yàn)方案
3 流域氣候變化特征分析及預(yù)測
3.1 研究方法
3.1.1 Mann-Kendall檢驗(yàn)法
3.1.2 滑動(dòng)t檢驗(yàn)法
3.1.3 小波分析法
3.2 降水變化特征分析
3.3 氣溫變化特征分析
3.4 流域未來氣候變化預(yù)測
3.5 小結(jié)
4 基于傳統(tǒng)方法的流域綠水資源量計(jì)算
4.1 綠水資源量計(jì)算方法
4.1.1 水量平衡法
4.1.2 微氣象學(xué)法
4.2 流域綠水資源量計(jì)算結(jié)果分析
4.2.1 水量平衡法計(jì)算結(jié)果
4.2.2 微氣象學(xué)法計(jì)算結(jié)果
4.3 小結(jié)
5 基于SWAT模型的綠水模擬
5.1 SWAT模型原理
5.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與數(shù)據(jù)庫建立
5.2.1 水文、氣象數(shù)據(jù)
5.2.2 DEM數(shù)據(jù)
5.2.3 土地利用數(shù)據(jù)
5.2.4 土壤數(shù)據(jù)
5.3 SWAT模型的模擬運(yùn)行
5.3.1 子流域的劃分
5.3.2 水文響應(yīng)單元的劃分
5.3.3 氣象數(shù)據(jù)的輸入
5.3.4 模擬方法的選擇與模型運(yùn)行
5.4 基于SWAT-CUP的模型校準(zhǔn)
5.4.1 SWAT-CUP模型簡介
5.4.2 參數(shù)的敏感性分析
5.4.3 參數(shù)的率定與檢驗(yàn)
5.4.4 SWAT-CUP模型評價(jià)指標(biāo)分析
5.5 流域綠水模擬結(jié)果
5.6 小結(jié)
6 綠水資源量的評價(jià)結(jié)果對比及未來預(yù)測
6.1 三種方法模擬結(jié)果對比分析
6.1.1 三種方法的綠水計(jì)算結(jié)果分析
6.1.2 不同降水頻率下的流域綠水資源量
6.2 未來氣候變化條件下的綠水評估
6.2.1 未來氣候情景下藍(lán)水資源量分析
6.2.2 未來氣候情景下綠水資源量分析
6.3 小結(jié)
7 結(jié)論與建議
7.1 結(jié)論
7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]伊洛河上游流域退耕還林/還草對藍(lán)水綠水分配的影響[J]. 連勰,黃峰. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)(中英文). 2019(09)
[2]基于水循環(huán)模擬的潮白河流域藍(lán)水綠水資源變化趨勢分析[J]. 謝子波,朱奎,魯帆,許怡然,宋昕熠. 水文. 2019(01)
[3]基于相似流域法的SWAT模型模擬黃河中游無資料地區(qū)徑流[J]. 汪銀龍,馮民權(quán),張杰. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]流域綠水管理博弈建模及應(yīng)用分析[J]. 馮暢,毛德華,周慧,曹艷敏,胡光偉. 長江流域資源與環(huán)境. 2018(11)
[5]基于GIS的南小河溝流域土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫建立案例研究[J]. 陳嬌,郜文旺,袁靜,鄭嬌. 農(nóng)業(yè)工程. 2018(04)
[6]南小河溝流域干旱特征[J]. 李藍(lán)君,宋孝玉,王光社,李懷有,李林. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(05)
[7]基于Mann-Kendall法和小波分析中小尺度多年氣候變化特征研究——以甘肅省白銀市近50年氣候變化為例[J]. 楊義,舒和平,馬金珠,陽志方. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2017(05)
[8]黃土塬區(qū)農(nóng)田蒸散的變化特征及主控因素[J]. 張靜,王力,韓雪,張林森. 土壤學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]中國水資源短缺的空間格局及缺水類型[J]. 童紹玉,周振宇,彭海英. 生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2016(07)
[10]1998-2012年中國省際灰水足跡效率測度與驅(qū)動(dòng)模式分析[J]. 韓琴,孫才志,鄒瑋. 資源科學(xué). 2016(06)
博士論文
[1]黃土高原溝壑區(qū)綠水的評價(jià)方法研究[D]. 符娜.西安理工大學(xué) 2019
[2]變化環(huán)境下黃河流域水汽時(shí)空演變特征及水文響應(yīng)研究[D]. 李彬.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]變化環(huán)境下漣水流域藍(lán)水綠水資源的響應(yīng)特征分析[D]. 馮暢.湖南師范大學(xué) 2018
[4]氣候變化和人類活動(dòng)影響下錫林河流域水文過程響應(yīng)研究[D]. 宋小園.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]黃河中游皇甫川水沙變化及其對氣候和人類活動(dòng)的響應(yīng)[D]. 李二輝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[6]黑河流域藍(lán)綠水時(shí)空變化研究[D]. 臧傳富.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[7]大沽河流域氮磷關(guān)鍵源區(qū)識別及整治措施研究[D]. 吳家林.中國海洋大學(xué) 2013
[8]潮白河流域生態(tài)水文過程對人類活動(dòng)/氣候變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)[D]. 鄭江坤.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[9]中國非濕潤地區(qū)植被與流域水循環(huán)相互作用機(jī)理研究[D]. 邵薇薇.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]南小河溝流域綠水的水文過程及其與植被類型的耦合關(guān)系[D]. 李藍(lán)君.西安理工大學(xué) 2018
[2]基于Budyko水熱耦合平衡理論的嫩江流域蒸散發(fā)研究[D]. 薛麗君.吉林大學(xué) 2016
[3]SWAT模型參數(shù)優(yōu)化與土地利用變化的徑流效應(yīng)研究[D]. 張麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[4]基于生態(tài)水文理念下的流域水資源評價(jià)研究[D]. 穆冬靖.天津大學(xué) 2014
[5]基于SWAT-SUFI模型的黃土高原典型流域徑流模擬及水資源管理系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 劉智勇.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[6]基于SWAT模型的疏勒河中游徑流模擬研究[D]. 鄒悅.西北師范大學(xué) 2012
[7]基于區(qū)域氣候模式和VIC模型的黑河流域陸氣相互作用研究[D]. 陳亮.蘭州大學(xué) 2011
[8]基于SWAT模型的紅門川流域防護(hù)林變化的水文響應(yīng)研究[D]. 張麗娟.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[9]黃土高塬溝壑區(qū)土壤水資源與土地利用的耦合研究[D]. 馬玉霞.西安理工大學(xué) 2009
[10]SWAT模型小尺度流域模擬的適宜性研究[D]. 丁飛.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3205019
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