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《对水土保持措施的水文效应模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、·30·中国水土保持SWCC2009年第6期水土保持措施的水文效应模拟研究123陈卫宾,毋红军,董增川(1.黄河勘测规划设计有限公司,河南郑州450003;2.华北水利水电学院,河南郑州450011;3.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098)[关键词]TOPMODEL模型;植被地形指数;水土保持措施;水文效应[摘要]将TOPMODEL模型进行改进,在地形指数中引入了植被覆盖的影响,提出了植被地形指数的概念,通过流域网格划分实现了水土保持措施的水文效应模拟。以江西修河流域清江站以上水土流失较为严重的地区
2、为研究区,根据1992—1996年的逐日流量资料,进行了梯田、经果林、人工草地及水保林4种水土保持措施的水文效应模拟。结论认为:基于改进的TOPMODEL模型模拟水土保持措施的水文效应是可行的,模拟结果可信。[中图分类号]S157[文献标识码]A[文章编号]1000-0941(2009)06-0030-03研究地表及其覆被变化条件下的水文水资源响应过程是可以模拟区域内任意一点的地下水位埋深(zi)。但是TOP2现代水文学的重要方向,也是MAB(人与生物圈计划)和IHPMODEL模型认为整个流域上的饱和导水率都是相同的,忽略[1](国
3、际水文计划)等研究计划的主要内容之一。水土保持措了植被覆盖和水土保持措施对径流的影响,也没有考虑降水、施通过改变微地形、地表覆被和土壤特性等边界条件,影响降蒸发等因素的空间分布对流域产汇流的影响,不能直接用于模水的分配、蒸散发和径流的产生机制,从而影响了流域的水文拟流域水土流失治理产生的水文水资源效应的变化过程。因水资源过程。水土保持的水文水资源效应研究大都采用试验此,根据水土流失治理的特点对TOPMODEL模型进行如下改流域的方法[2],包括控制流域法、单独流域法、平行流域法和多进:设流域内水土保持措施类型可分为m种,且每个网格内
4、的水土保持措施类型是一致的;同一水土保持措施类型的地块,数并列流域法等。试验流域方法直观,研究结果易于接受,但也有局限性,主要是试验范围小,通常在小流域进行;研究周期其土壤饱和导水率T0i相同;流域全部为裸地时流域的平均饱和水力传导度为T0。其计算公式可以表示为:长;可对比性差,难以找到2个地理和气象等条件完全相同的ai·R1ai流域,即使是同一个流域,其前后的各种条件也不尽相同;各项zi=z-Szm·[ln()-ln()dAi]Ψi·tanβiAA∫iΨi·tanβi指标测量方法的可靠性以及测量的精度难以控制。为了克服(1)这些不
5、足,越来越多的研究者采用室内模拟实验、数学模型模式中:i为水文单元编号;zi为水文单元i的地下水位埋深;z为拟与试验流域相结合的方法。就模型手段而言,自20世纪60流域平均地下水位埋深;R为流域产流速率,假定在全流域均匀年代以来随着计算机技术的发展,研究流域水文过程的数学模分布;ai为单元i的单宽集水面积;Szm为非饱和区最大蓄水深[3]型有了长足的进步,例如基于GIS技术的具有物理基础的分度;tanβi为单元i的地表局部坡度;A为模拟区域总面积;Ai为布式模型、基于水文响应单元的经验性模型以及半分布式的地单元i的面积;Ψi=T0i
6、/T0(i=1,2,3,⋯,n),n为水文单元总[4]形指数模型等。但是,利用流域水文模型模拟土地覆被变化数。影响的研究目前仍处于起步阶段,尤其是应用RS和GIS技术可以看出,水文单元i的地下水位埋深zi由该处的建立分布式水文模型模拟气候与LUCC水文效应的研究工作仍ailn控制,我们称之为植被地形指数,在流域内植被地显薄弱。Ψi·tanβi本文拟利用改进的TOPMODEL模型,将水土流失比较严重形指数相同的点具有水文相似性。在兰开斯特大学环境与生的江西修河流域清江站以上区域作为研究区域进行水土保持物科学研究所开发的GRIDATB的
7、基础上,将下垫面资料以及措施的水文响应过程模拟研究,为评价流域水土流失治理的水各种植被覆盖的参数Ψi输入系统,计算出各水文单元的植被文水资源效应提供了一种有效的分析途径。地形指数,作为改进TOPMODEL模型的输入资料。1.2降雨插值与蒸发1研究方法为了反映降雨的空间不均匀性,利用反距离平方法进行降1.1TOPMODEL模型的改进雨空间插值,可以得到第i个网格的降雨量Pi。冠层蒸发量TOPMODEL模型是由Beven和Kirbby在1979年提出的,(Ec)由下式计算:它以变源产流为基础,基于DEM推求地形指数,再利用地形指Ec=I
8、C(IC
