基于SWAT模型的潮河流域徑流模擬.pdf

1、在全球氣候變暖、人口不斷增加、人類對(duì)水資源的需求量不斷增大的現(xiàn)實(shí)背景下，中國(guó)華北地區(qū)水資源的供需矛盾越來(lái)越尖銳。密云水庫(kù)是首都北京最重要的地表飲用水源供應(yīng)地，從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，政府在密云水庫(kù)上游地區(qū)（包括潮河流域）陸續(xù)實(shí)施了“三北”防護(hù)林建設(shè)工程、密云水庫(kù)上游水土保持項(xiàng)目、京津風(fēng)沙源區(qū)防沙治沙工程等，流域土地覆被發(fā)生改變，下墊面產(chǎn)流環(huán)境亦隨之改變。另外，1999年以來(lái)，潮河流域遭受了持續(xù)性的干旱氣候，徑流量顯著減少。僅占密云水庫(kù)流域

2、控制面積約30％的潮河流域，貢獻(xiàn)了密云水庫(kù)入庫(kù)總水量的近60％，成為密云水庫(kù)的重要集水區(qū)。本研究基于SWAT2009模型，使用HWSD土壤數(shù)據(jù)庫(kù)、2000和2010年兩期土地利用數(shù)據(jù)、1956～2013年逐日氣象數(shù)據(jù)和2006～2011年逐月徑流量數(shù)據(jù)，分析了60年來(lái)潮河流域氣候變化和近10年來(lái)土地利用變化規(guī)律，構(gòu)建了適用于潮河流域徑流模擬的數(shù)據(jù)庫(kù)，研究特定土地覆被變化（草地、林地、耕地覆蓋率極端增大）和氣候變化情景對(duì)潮河流域徑流的影響

3、，旨在為潮河流域水資源的開(kāi)發(fā)提供研究基礎(chǔ)，并為海河其他子流域的水資源管理提供借鑒。結(jié)論有:
　　(1)林地是潮河流域近10年來(lái)的主導(dǎo)土地利用類型，占潮河流域總面積的41％以上，草地、耕地緊隨其后，三者占研究區(qū)總面積的98％以上。從分布上看，林地分布最為廣泛，耕地多沿河流呈現(xiàn)條帶狀延伸分布的特征，建設(shè)用地和未利用地的分布則略顯零散。
　　(2)潮河流域降水主要集中于6月～9月，這4個(gè)月的降水量約占全年降水總量的80％以上;4月

4、～10月的平均氣溫在0℃以上，7月份平均氣溫最高(22.8℃)，1月份最2低(-12.2℃);近60年來(lái)，潮河流域的年平均降水量呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，每年遞減約-1.74mm，年平均氣溫呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，每年遞增約0.028℃。
　　(3)基于流域數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)，提取到潮河流域29個(gè)子流域、194個(gè)水文響應(yīng)單元。利用SWAT軟件自帶LH-OAT參數(shù)敏感性算法，結(jié)合逐月徑流量實(shí)測(cè)值，得到敏感性排序前三的徑流參數(shù)是:Alpha_Bf（

5、基流α系數(shù)）、Esco（土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)）、CN2（濕潤(rùn)條件下的初始SCS徑流曲線數(shù)）。引入納什效率系數(shù)Ens和Perason相關(guān)系數(shù)R2兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)SWAT模型逐月徑流模擬效果，校準(zhǔn)期（2006～2009年），大閣站的Ens、R2分別是0.68、0.81，下會(huì)站的Ens、R2分別是0.74、0.84;驗(yàn)證期(2010～2011年)，大閣站的Ens、R2分別是0.75、0.82，下會(huì)站的Ens、R2分別是0.80、0.79，結(jié)合學(xué)者給出

6、的模擬評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，SWAT模型在潮河流域具有良好的適用性。
　　(4)設(shè)置了兩種氣候變化情景和三種極端土地利用情景，研究發(fā)現(xiàn)，在降水量保持不變，氣溫升高1.5℃時(shí)，6月～9月徑流量減少的最為明顯;在氣溫保持不變，降水量增加10％的氣候變化情境下，潮河流域徑流量的增加值明顯高于氣溫變化導(dǎo)致的徑流量變化值;隨著林地、耕地覆蓋率的極端增加，潮河流域年徑流量、徑流深均呈現(xiàn)減少的趨勢(shì);隨著草地覆蓋率的極端增加，流域年徑流量、徑流深均呈現(xiàn)增加的