基于SWIM模型分析土地利用變化對黃前流域產(chǎn)流的影響.pdf

1、黃前流域內(nèi)為發(fā)展經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)林，導(dǎo)致了土地利用類型的改變，土地利用的變化流域內(nèi)的產(chǎn)水量有很大影響。研究土地利用變化對徑流的影響，對于流域水資源規(guī)劃、管理與可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。本文以泰安市的重要供水水源地——黃前流域?yàn)檠芯繀^(qū)，以2005年TM和2008年ALOS兩個(gè)典型時(shí)期的遙感影像為主要信息源，綜合運(yùn)用遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)，通過人機(jī)交互解譯并進(jìn)行野外調(diào)查和驗(yàn)證，對黃前流域的土地利用格局和

2、動態(tài)進(jìn)行了研究；應(yīng)用分布式生態(tài)水文模型SWIM(Soil and Water Integrated Model)模型模擬土地利用變化對黃前流域產(chǎn)水量的影響。主要成果如下：
　　 1、闡明了黃前流域土地利用格局及動態(tài)變化特征(1)黃前流域土地利用格局和空間分布特征2008年黃前流域土地利用類型主要是以經(jīng)濟(jì)林和防護(hù)林為主，面積分別為144.78km2、105.06km2，占流域的比例分別為49.2％、35.7％；耕地、城鎮(zhèn)交通用地、

3、水域和未利用地面積很少。
　　 土地利用的空間分布特點(diǎn)為，土地利用類型由溝道到山頂呈帶狀分布依次為：水域、耕地、經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林；城鎮(zhèn)用地片狀分布在溝道兩邊，交通用地帶狀貫穿于城鎮(zhèn)用地，未利用地零星狀分布在防護(hù)林中。
　　 (2)黃前流域土地利用變化特征黃前流域2005年到2008年土地利用類型變化面積增加的為經(jīng)濟(jì)林、未利用地、城鎮(zhèn)交通用地和水域；防護(hù)林和耕地的面積減小。
　　 經(jīng)濟(jì)林的分布則由原來的僅在溝道兩旁無

4、規(guī)律的片狀分布轉(zhuǎn)變?yōu)槌虱h(huán)狀沿山坡向上分布的趨勢，城鎮(zhèn)村由原來的沿溝道零星狀分布轉(zhuǎn)變?yōu)槌势瑺钛販系婪植?，防護(hù)林分布趨勢由在山坡全坡向山的上部縮減，未利用地在空間的分布沒有變化。
　　 綜上所述，植被覆蓋度提高和經(jīng)濟(jì)林轉(zhuǎn)化為防護(hù)林時(shí)，徑流在產(chǎn)流過程中流域的基流增加，提高了水的利用率，流域的產(chǎn)水量減少。
　　 2、分析了土地利用變化對黃前流域產(chǎn)水量的影響利用MapwindowsGIS軟件的Watershed Delineati

5、on工具，以DEM為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)將黃前流域劃分為23個(gè)亞流域,328個(gè)水文單元(HRU)。其最大亞流域面積28.69km2，最小亞流域面積1.86km2。
　　 應(yīng)用模型模擬黃前流域的產(chǎn)流可以得到較好的效果，其率定期間(2005年)效率系數(shù)為0.53，總流量的相對誤差為-15％；檢驗(yàn)期間(2008年)率定系數(shù)為0.51，總流量的相對誤差為-11％，通過模型模擬得到：
　　 (1)不同植被覆蓋度下經(jīng)濟(jì)林、防護(hù)林對流域產(chǎn)流的影響

6、通過模擬值與實(shí)際觀測值得比較可以得出，植被覆蓋度<45％時(shí)，植被覆蓋度越高經(jīng)濟(jì)林和防護(hù)林流域的產(chǎn)流則變小，當(dāng)植被覆蓋度在45-60％時(shí)，流域的產(chǎn)流量不會隨著植被覆蓋度范圍的變化而變化，此植被覆蓋度范圍為植被變化對產(chǎn)流影響的臨界范圍。其中經(jīng)濟(jì)林的臨界范圍為45-60％，防護(hù)林的臨界范圍為60-75％。
　　 (2)土地利用變化與植被覆蓋度對流域產(chǎn)流貢獻(xiàn)的分析采用經(jīng)濟(jì)林中植被覆蓋度在30-45％的數(shù)據(jù)，將經(jīng)濟(jì)林調(diào)整為防護(hù)林，其他的土

7、地利用類型和植被覆蓋度不變。通過模擬分析，流域產(chǎn)水的曲線更為平滑，減小的流域產(chǎn)水量為110.03萬m3，與植被覆蓋度為45-60％的經(jīng)濟(jì)林的模擬相比減少了11.27萬m3的水量，表明與植被覆蓋度相比土地利用的改變對流域產(chǎn)流量的貢獻(xiàn)較大。
　　 3、提出了黃前流域土地利用規(guī)劃設(shè)計(jì)建議為了建設(shè)生態(tài)流域、經(jīng)濟(jì)流域同時(shí)提高流域的水質(zhì)，減小面源污染物對流域內(nèi)水質(zhì)的影響，增加黃前水庫的水源涵養(yǎng)林的面積和保證水庫水量和質(zhì)量，發(fā)展黃前流域的經(jīng)濟(jì)