基于SWAT模型氣候與土地利用變化的產(chǎn)流產(chǎn)沙模擬研究——以龍溪河流域為例.pdf

1、由于流域內(nèi)地勢地形等自然因素和人類活動的影響，水土流失成為該流域的主要生態(tài)問題。經(jīng)過模擬水文過程，預(yù)測流域的水文物理過程，分析氣候變化和土地利用變化對徑流量與泥沙量的影響程度。通過對產(chǎn)流產(chǎn)沙的研究，有利于流域水資源的合理開發(fā)與管理，有利于保障三峽水利樞紐工程的安全乃至整個長江流域的生態(tài)安全，實現(xiàn)水土資源的可持續(xù)利用具有重大的應(yīng)用價值。
　　本文選取重慶市龍溪河流域為研究對象，分析適合該流域水文模型，最終選取了SWAT模型。使用模型

2、中基礎(chǔ)的兩個模塊，包括水文子模塊和土壤侵蝕子模塊。在模型中加載了龍溪河流域范圍內(nèi)數(shù)字高程地圖（DEM），基于這一空間數(shù)據(jù)可以生成河網(wǎng)，劃分子流域，手動添加水庫點，最終計算出子流域參數(shù)。然后SWAT模型對該流域的土地利用、土壤空間數(shù)據(jù)以及坡度分別進行重分類，重分類之后繼續(xù)對其進行疊加分析。依據(jù)疊加分析結(jié)果進行水文響應(yīng)單元的劃分，將流域劃分為342個水文響應(yīng)單元。氣象數(shù)據(jù)對徑流量、泥沙量的影響較大，將流域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)加載到SWAT模型中。依

3、據(jù)輸入的數(shù)據(jù)對流域內(nèi)徑流量以及泥沙量進行模擬。
　　根據(jù)模擬的結(jié)果，還需要對參數(shù)進行調(diào)整，本文使用SWATCUP軟件對模擬的徑流量和泥沙量進行校準(zhǔn)與驗證。使用了三個評價指標(biāo)，對模擬結(jié)果做了適用性評價。從徑流量校準(zhǔn)與驗證結(jié)果看，2003年-2008年月均徑流量校準(zhǔn)期模擬值與實測值Nash-Suttcliffe是0.64，相關(guān)系數(shù)達到0.71。2009年-2014年月均徑流量驗證期模擬值與實測值Nash-Suttcliffe是0.74

4、，相關(guān)系數(shù)達到0.79。2003年-2008年月均泥沙量校準(zhǔn)期模擬值與實測值Nash-Suttcliffe是0.75，相關(guān)系數(shù)達到0.83。2009年-2014年月均泥沙量驗證期模擬值與實測值Nash-Suttcliffe是0.71，相關(guān)系數(shù)達到0.83。從評價指標(biāo)結(jié)果看，該模型適用于龍溪河流域的研究。
　　氣候變化和土地利用變化是客觀存在，文中設(shè)置25種氣象變化情景，在這25種情境下對流域內(nèi)徑流量與泥沙量進行模擬，分析得出降水量

5、對徑流量、泥沙量的影響是正相關(guān)并且較為敏感，而氣溫對徑流量與泥沙量的影響較小，并且氣溫會產(chǎn)生負影響。
　　土地利用變化對徑流量和泥沙量的影響是水文模擬的又一重要內(nèi)容。近年來，由于水土流失嚴(yán)重，重慶市也實行了退耕還林還草的規(guī)劃。從時間變化上分析，依據(jù)土地利用空間數(shù)據(jù)，包括2000年、2005年、2010年土地利用空間數(shù)據(jù)，對流域內(nèi)徑流量和泥沙量進行模擬，模擬的結(jié)果表明土地利用中，耕地較多時，徑流量和泥沙量較大。耕地減少林地增加時，徑