基于SWAT模型的泰山藥鄉(xiāng)小流域徑流模擬研究.pdf

1、水是人類生存和發(fā)展必不可少的自然資源，其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演者重要的角色，人們依水生存和發(fā)展。但是隨著人口增加、人類生活水平提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類對(duì)水資源的需求量越來(lái)越多，與此同時(shí)河湖等水體污染日益嚴(yán)重，使可用水資源量持續(xù)下降，進(jìn)而更加劇了人類與水資源的矛盾，結(jié)果是直接影響到了水資源的可持續(xù)利用。
　　水生態(tài)文明建設(shè)是一系列龐大而復(fù)雜的工程，面對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的需求與新時(shí)期水利的改革發(fā)展，需要解決一些新的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。河湖生態(tài)健康評(píng)價(jià)

2、方法理論即是水生態(tài)文明建設(shè)的一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，然而現(xiàn)階段河湖生態(tài)健康評(píng)價(jià)方法理論很多停留在定性分析上，量值的評(píng)價(jià)比較少。分布式水文模型SWAT(Soil and WaterAssessment Tool)是1994年由美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)農(nóng)業(yè)研究中心開(kāi)發(fā)的流域水文模型。該模型具有很強(qiáng)物理機(jī)制，可以模擬較大范圍復(fù)雜流域內(nèi)的水文過(guò)程來(lái)預(yù)測(cè)流域產(chǎn)水、產(chǎn)沙和水環(huán)境污染等過(guò)程對(duì)氣候、管理措施、土地利用等的響應(yīng)。藥鄉(xiāng)小流域位于山東省泰安市城市水源

3、地黃前流域，是泰山區(qū)域的典型小流域。本文選擇SWAT模型來(lái)模擬藥鄉(xiāng)小流域的徑流情況，分析了該模型在藥鄉(xiāng)小流域的適應(yīng)性，同時(shí)定量分析了人類影響該小流域的生態(tài)情況下的徑流變化情況，其主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)總結(jié)了SWAT模型的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹了SWAT模型的發(fā)展、原理和結(jié)構(gòu)。
　　(2)以國(guó)家林業(yè)局“泰山森林生態(tài)定位研究站”較全面系統(tǒng)觀測(cè)的藥鄉(xiāng)小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用SWAT模型結(jié)合該流域的數(shù)字高程圖、土地利用圖、土壤

4、圖、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)與徑流數(shù)據(jù)等建立了適合該小流域的分布式水文模型。
　　(3)對(duì)藥鄉(xiāng)小流域進(jìn)行月平均流量模擬，采用納西系數(shù)作為模型精準(zhǔn)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并分析了模擬值與實(shí)測(cè)值的相關(guān)性，取得了較好的模擬效果。結(jié)果表明，SWAT模型適用于藥鄉(xiāng)小流域的徑流模擬。
　　(4)確定SCS徑流曲線系數(shù)(CN2)、土壤蒸發(fā)補(bǔ)償系數(shù)(ESCO)、基流a系數(shù)(ALPHA_BF)、土壤可利用水量(SOL_ AWC)、淺層地下水徑(G

5、WQMN)和飽和水力傳導(dǎo)系數(shù)(SOL_K)等是該小流域?qū)搅饔绊戄^大的SWAT模型參數(shù)，合理調(diào)整這些參數(shù)，使模型具有更高的模擬精度。
　　(5)通過(guò)設(shè)定8種人類影響土地利用的情景，得出藥鄉(xiāng)小流域出口處總徑流量的變化情況，以反映人類影響下的該小流域徑流的變化規(guī)律，進(jìn)而定量反映出該小流域的生態(tài)健康變化趨勢(shì)。
　　通過(guò)本文研究?jī)?nèi)容以期為泰山的近似小流域生態(tài)健康評(píng)價(jià)提供一定的依據(jù)，同時(shí)也為藥鄉(xiāng)小流域的水資源管理、生態(tài)建設(shè)和保護(hù)提供依