土地利用变化及流域尺度大小对水文类型分区的影响

《土地利用变化及流域尺度大小对水文类型分区的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第29卷第7期自然资源学报Vol.29No.72014年7月JOURNALOFNATURALRESOURCESJul.,2014土地利用变化及流域尺度大小对水文类型分区的影响*魏兆珍，李建柱，冯平（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）摘要：以海河流域为研究对象，根据1956—2005年的年降雨量和水面蒸发资料以及DEM、土地利用和土壤的遥感资料，采用地理信息系统和多元统计分析的方法，划分一定单元流域，对海河流域进行水文类型分区划分，并讨论了土地利用转移变化及单元流域尺度大小对

2、水文类型分区的影响。结果表明，不同土地利用情况下水文类型分区的结果是不同的，土地利用的变化会直接或间接影响流域水文类型分区的空间分布，土地利用变化越大，水文类型分区的转移变化也越大。单元流域尺度较小时，水文类型分区分布较为离散，反之，单元流域尺度较大时，水文类型分区的分布则较为连续。当单元流域平均面积变化小于150km2时，分区分布虽然有一定的变化，但总体来看分区结果相对比较稳定，当单元流域平均面积变化较大，并达到250km2以上时，分区结果会发生较大变化。关键词：水文类型分区；土地利用转移变化；单

3、元流域尺度；分区结果中图分类号：P333.9文献标志码：A文章编号：1000-3037(2014)07-1116-11DOI：10.11849/zrzyxb.2014.07.003由于影响产汇流特征的下垫面条件和气候条件的空间差异性，导致了流域水文特性也存在着一定的空间分布规律，因此可以通过划分水文分区，探求流域产汇流的空间分布规律。水文分区的划分原则是将流域划分成不同的区域，使得区域内下垫面和气候条件相似性最大且差异性最小，而在不同区域之间下垫面和气候条件相似性最小且差异性[1-3]最大。然而流域

4、的下垫面是不断变化的，尤其是土地利用，在人类活动的影响下极易发生[4]变化或者转移，因此作为影响流域水文特征的下垫面要素以及划分水文类型分区的一个[3]重要分区指标，土地利用的空间转移变化必将影响到水文类型分区的特征属性及空间分布。由于土地利用、土壤等下垫面特征的空间不均匀性和流域气候的空间变异性，因此单元流域作为水文类型分区的分区单元，尺度大小不同，单元流域内的分区指标特征值[5]也会发生变化，进而会影响水文类型分区的分区结果。因此以海河流域为研究对象，根据流域下垫面的遥感资料以及气候特征的空间分

5、布，采用地理信息系统及主成分分析和[6-7]聚类分析方法，对海河流域进行水文类型分区划分，分析海河流域1970—1980年及1980—2000年间土地利用的空间转移变化及其对流域水文类型分区的影响，并进一步研究单元流域尺度大小对分区结果的影响。收稿日期：2013-03-06；修订日期：2013-11-06。基金项目：国家自然科学基金（51279123，51179117）；国家自然科学基金创新研究群体科学基金（51021004）。第一作者简介：魏兆珍（1986-），女，山东泰安人，博士研究生，主要从事

6、水文学与水资源问题的研究。E-mail:weizhaozhen@126.com*通信作者，E-mail:fengping@tju.edu.cn7期魏兆珍等：土地利用变化及流域尺度大小对水文类型分区的影响11171基础数据及水文类型分区方法1.1基础数据及来源海河流域下垫面遥感资料包括DEM、土地利用（1970、1980、2000年）以及土壤砂含量[图1(a)至图1(c)]，其中DEM、土地利用栅格数据分辨率为250m×250m，土壤砂含量遥感数据的分辨率为1000m×1000m。DEM和土地利用遥感

7、数据由中国科学院遥感应用研究所提供，土地利用整体分类精度在85%以上，土壤砂含量遥感数据由中国水利水电科学研究院提供，所有遥感数据均统一采用正轴等面积割圆锥投影坐标系统。利用1956—2005年海河流域1488个雨量站年降雨量及130个蒸发测站水面蒸发量的实测数据，根据雨量站及蒸发测站的经纬度坐标值，利用ArcGIS，以插入点的形式生成海河流域雨量站和蒸发站点图，并将流域各站点多年平均降雨量和多年平均蒸发量载入[8]属性表中，采用普通Kriging插值法生成多年平均降雨量栅格图[图1(d)]及反距离

8、权重法生成多年平均水面蒸发量栅格图[图1(e)]，普通Kriging插值法生成多年平均降雨量的平图1海河流域遥感资料及气候特征分布Fig.1TheremotesensingdataandclimatecharacteristicsofHaiheRiverbasin1118自然资源学报29卷均标准误差为0.05mm，均方差为0.0007，反距离权重法生成多年平均水面蒸发量的平均标准误差为6.955mm，然后对多年平均降雨量栅格图和多年平均水面蒸发量栅格图进行运算得到海河