基于AnnAGNPS模型的羅李村流域水文模擬與評價.pdf

1、隨著城市化的發(fā)展，世界范圍內(nèi)的供水危機(jī)日益嚴(yán)重，河流的水環(huán)境問題越來越受到人們的關(guān)注。分布式水文模型考慮了氣候和下墊面的空間異質(zhì)性，根據(jù)地形和水文特征將流域劃分為若干計算單元，基于此模擬的流域水文物理過程更接近實(shí)際。科學(xué)合理的模擬流域水文過程為研究流域水環(huán)境的可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
　　灞河屬黃河支流渭河的一級支流，是西安市典型的城市河流。灞河流域地處西北半干旱區(qū)，降雨是流域徑流的主要補(bǔ)給方式。AnnAGNPS分布式水文模型在灞

2、河流域的應(yīng)用未見報道。本研究以灞河上游羅李村流域?yàn)檠芯繀^(qū)，基于AnnAGNPS模型構(gòu)建流域日尺度徑流泥沙數(shù)據(jù)庫，探討流域最優(yōu)分室劃分，分割流域基流，分析徑流泥沙的敏感性參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)行模型模擬流域的徑流過程和泥沙負(fù)荷并分析其模擬效果，評價 AnnAGNPS模型在羅李村流域的適用性，為充分了解流域水文特征及合理管理流域環(huán)境提供理論參考。本研究取得的主要成果如下：
　　（1）通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)流域離散化參數(shù)初始源面積（CSA）為100

3、 hm2，最小初始溝道長度（MSCL）為70m，模型將流域劃分為1030個分室（Cell）和420個溝道（Reach），模型能夠較好的反映流域地形、土地利用、土壤類型等下墊面特征。
　?。?）采用加里寧算法對流域基流進(jìn)行分割，得出流域基流指數(shù)為47.48％。
　　（3）通過DSA進(jìn)行模型參數(shù)敏感性分析發(fā)現(xiàn)：流域徑流敏感性參數(shù)從高到低依次為徑流曲線數(shù)CN、田間持水量、飽和導(dǎo)水率、溝道曼寧系數(shù)。泥沙敏感性參數(shù)依次為耕作后地表殘留

4、物覆蓋率、地表覆被與作物管理因子、水土保持措施因子、土壤可蝕性因子、初始隨機(jī)粗糙度、田間持水量、年根系生物量、耕作擾動面積、地表殘留物覆蓋率。此外，溝道曼寧系數(shù)對泥沙的輸出無影響。
　?。?）通過對模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證，模型在率定期（2001-2005年）和驗(yàn)證期（2006-2010年），年、月、日尺度徑流模擬效率系數(shù)Ens均大于0.51，決定系數(shù)R2均大于0.55，模擬值低于實(shí)測值但相對誤差Re均控制在10%以內(nèi)。月尺度徑流模擬效

5、果最佳，Ens和 R2均大于0.78。模型對大中等強(qiáng)度降雨事件的模擬效果優(yōu)于暴雨，降雨事件的模擬偏差隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。徑流的空間分布顯示，流域內(nèi)耕地產(chǎn)流能力最強(qiáng)，喬木林產(chǎn)流能力最弱。AnnAGNPS模型適用于羅李村流域的徑流過程模擬。流域河段水環(huán)境容量的計算結(jié)果表明，灞河干流COD和NH3-N的水環(huán)境容量分別為3814t/a和223t/a，干流對流域水體的面源污染有一定的調(diào)節(jié)作用。
　?。?）由于輸沙過程的復(fù)雜性，與徑流相比