基于swat模型的晋江流域产流产沙模拟

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1、福建师范大学硕士学位论文中文文摘SWAT(SoilandWaterAssessmentT001)模型是一个具有很强物理机制的、长时段的流域分布式水文模型。它能够利用GIS和RS提供的空间信息，模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程。其主要的予模型有水文过程予模型、土壤侵蚀子模型和污染负荷子模型，模型考虑了气候、水文平衡、土壤条件、侵蚀、营养物质、植物生长、耕作、残茬管理、地表水流、壤中流和地下径流等。目前，有关SWAT模型的研究，从研究区分布范围看主要位于半干旱的内陆地区，较缺乏降水量丰富的东南沿海湿润区流域的成果报道；研究内容多涉及流域植被覆被现状下的产流产沙模拟，

2、植被覆被变化下的水文效应多是针对植被水平空间分布变化的水文响应分析，未考虑不同植被在坡度分布上的空间差异对于流域水文过程的影响，也未见结合流域典型区的生态重建要求研究植被恢复的水文效应。此外，针对模型所需要的基础数据的精度差异对于模型模拟效率的影响问题还有待于进一步探讨。福建省各流域有关水文模型的研究，从总体上看，多属于经验性较强的集总式水文模型，将分布式水文模型应用于福建省各流域的研究仍较为鲜见，可以说将分布式水文模型应用于流域模型构建刚处于起步阶段，还需要进行大量的研究。通过分析国内外应用SWAT模型进行水文模拟的研究现状，主要涉及流域模型构建和模型输出的验证。论

3、文中针对已有的模型应用成果中尚存在的部分问题作进一步研究。(1)模型构建过程中，缺乏综合考虑DEM分辨率、子流域阈值等输入数据对模型模拟效率影响的研究；(2)流量是各种水文过程综合作用的结果，已有的模型验证方法研究多是采用流域出口总径流量模拟效率来检验模型的适用性，这使得模型在水文过程模拟中缺乏可靠性；(3)模型应用研究不足，缺乏针对流域内生态恢复措施下的水文效应分析。泉州市晋江流域是福建省经济活动最活跃的地区。虽地处降水量丰富的亚热带，由于降水量和地表覆被空间差异较大，造成水资源时空差异很大。此外，由于生态环境脆弱，加上人口密度高，水土流失未得到有效控制，土壤侵蚀的

4、潜在危险度高。水土流失分布星散且普遍，“远看青山在，近看水土流”现象突出。因此，为了适应泉州地区社会经济发展的需要，进行晋江流域径流泥沙空间分布差异研究，为流域生态保护规划提供科学依据具有重要意义。因此，本论文选择位于闽东南沿海湿润区的晋江流域为研究区，应用SWAT模型，通过模拟流域内三个站点的产流产沙过程率定参数，构建晋江流域分布式水文模型，分析流域内径流泥沙空间分布特征，并结合流域内水土流失区生态恢复要求，设定植被恢复情景．IV福建师范大学硕士学位论文为流域水土保持规划提供新的技术手段和参考依据。总体上，本研究可以分为三个部分：(1)模型基础资料处理。建立模型基础

5、数据库，包括空间数据库和属性数据库。利用最(2)(3)小河流长度为参数，基于分维提取能较客观反映晋江流域发育的形态特征的数字水系。进行不同分辨率DEM和子流域集水面积阈值对于流域水系提取的特征因子的敏感性分析，最后选取30m精度的DEM和子流域集水面积2700hm2用于流域产流产沙模拟。径流泥沙模型构建。通过校准流域内三个水文站点1972"--1979年年、月径流，基流和泥沙负荷模拟值，率定出6个模型的敏感性参数，分别为径流曲线数(CN2)、土壤有效含水量(SOL—AWC)、土壤蒸发补偿系数(ESCO)，以及影响基流的3个主要参数，地下水再蒸发系数(GW_REVAP)

6、、地下水延迟天数(GW_DELAY)、基流a因子(ALPHA_BF)，用于模型验证。研究结果表明，三个水文站点年径流深模拟结果的瓯和R2均大于0．9；月径流模拟结果除了洪濑站外，其他两个站点模拟结果的E。均大于0．8：在校准期内，基流模拟结果的E。。均大于O．7：西溪流域月产沙模拟结果E，为0．78，表明SWAT模型适合用于东南沿海晋江流域分布式水文模拟，且模拟效果较好。流域植被恢复水文效应研究。在分析流域径流泥沙空间分布差异的基础上，针对流域水土流失较严重的晋江西溪流域，结合生态恢复要求，设定不同的植被恢复情景，模拟不同水土保持措施下的产流产沙量变化。模拟结果表明，

7、SWAT模型能较好的用于东南沿海湿润区流域退化生态系统植被恢复的模拟预测。植被恢复对流域产沙量的影响大于产流量。研究区内还林比还草更有利于研究区内的水土保持和生态重建。从流域生态恢复角度，将150--,250的坡耕地(面积10505．2hm2)还林，尤其在崩岗区内还林，能有效减轻水土流失状况。V弟一草绪论第一章绪论1．1问题提出对于水循环机理的研究有两种途径：一是在流域中进行大量的实验，二是建立水文模型。我们都非常清楚，水文是一个宏观的概念，即使一个非常小的流域，我们也不可能在整个流域上进行人工降雨之类的实验，完全重复自然情况下降雨径流泥沙的模拟实验