基于SWAT模型的湟水河流域生態(tài)水文效應(yīng)研究.pdf

1、近年來，基于氣候變化和土地利用/覆被變化的流域生態(tài)水文效應(yīng)研究已成為一個(gè)熱點(diǎn)。流域生態(tài)水文效應(yīng)是氣候變化和土地利用/覆被變化響應(yīng)的綜合作用體，氣候與土地利用/覆被變化能引起流域下墊面的巨大變化，導(dǎo)致流域產(chǎn)匯流機(jī)制與水文情勢(shì)發(fā)生改變。而基于不同水量平衡計(jì)算模擬時(shí)，徑流和泥沙量對(duì)氣候和土地利用/覆被變化的響應(yīng)不盡相同。因此，開展針對(duì)不同流域氣候和土地利用/覆被變化下水文效應(yīng)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本研究以湟水河（西寧

2、段）流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，綜合考慮流域氣候、地形、土地利用/覆被、土壤等多種因素，在分析1955-2010年間降水、氣溫、徑流和泥沙變化及三期土地利用變化的基礎(chǔ)上，基于RS和GIS技術(shù)，采用SWAT分布式水文模型對(duì)西寧水文站上游流域1990-2010年的徑流和泥沙變化進(jìn)行了分析研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)采用線性回歸法、滑動(dòng)平均法、Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法和滑動(dòng)T檢驗(yàn)法對(duì)流域氣象水文要素的變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明在

3、1955-2010年流域內(nèi)降水和氣溫呈明顯上升趨勢(shì)，而徑流和泥沙則呈明顯下降趨勢(shì);降水、氣溫和泥沙沒有發(fā)生突變，而徑流則在1967年發(fā)生了突變。
　　(2)基于RS和GIS技術(shù)，對(duì)流域1990年、2000年和2010年三期土地利用變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明1990-2010年土地利用類型的轉(zhuǎn)變主要是草地向林地和耕地轉(zhuǎn)變以及耕地和草地向建筑用地轉(zhuǎn)變，且2000-2010年轉(zhuǎn)化幅度較大。
　　(3)在分析了流域氣象水文要素和土地利用

4、/覆被變化的基礎(chǔ)上，建立湟水河（西寧段）流域的空間數(shù)據(jù)庫并構(gòu)建了SWAT模型。利用SWAT_CUP軟件分別對(duì)實(shí)測(cè)徑流和還原徑流作為觀測(cè)值下的徑流、泥沙模擬進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析、校準(zhǔn)及驗(yàn)證，結(jié)果表明兩種情況下的月徑流校準(zhǔn)和驗(yàn)證效果均達(dá)到月均值NS系數(shù)Ens＞0.5、相關(guān)系數(shù)R2＞0.6的水平，且還原徑流下的徑流模擬效果更好，說明SWAT模型能較好地模擬流域的徑流量;而由于受上游采洗砂場(chǎng)人為因素的影響，兩種情況下的泥沙模擬結(jié)果和實(shí)際有較大出

5、入。
　　(4)在進(jìn)行模型的不確定性分析時(shí)，以還原徑流作為觀測(cè)值，分別從子流域劃分?jǐn)?shù)目和不同時(shí)期土地利用輸入兩方面進(jìn)行考查，結(jié)果表明二者對(duì)流域徑流模擬的影響均不明顯。
　　(5)基于流域氣候和土地利用變化分析，分別構(gòu)建土地利用/覆被變化情景和氣候變化情景，通過不同情景下徑流變化的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)徑流隨著森林或草地覆蓋率的增加而增加，且同等面積下林地對(duì)徑流的影響更大;徑流隨降水增加而增加，隨氣溫升高而減少，且降水變化對(duì)徑流影響更