甘肃梨园河流域径流模拟及对气候变化的响应

论文摘要

该文以梨园河鹦鸽嘴水库入口断面以上流域为研究对象,建立SWAT分布式流域水文模型,进行地表径流模拟,为解决水资源的合理调配提供参考依据,以保障张掖市节水型社会建设顺利实施,改善梨园河乃至黑河流域日益恶化的生态环境。据研究区已有的数字高程图、土地利用类型图、土壤类型图等数据资料,将研究区流域划分为45个子流域,184个水文响应单元,结合SWAT模型自带的数据库建立梨园河流域的属性数据库。根据已有的气象资料和径流资料,选择合理的模拟方法和模拟尺度,以1990-1994年为模型参数率定期,1995-1999年为验证期,利用SWAT模型进行模拟。模拟结果显示年径流深率定期和验证期的相关系数分别为0.97和0.94,Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.86和0.80,月径流深的率定期和验证期的相关系数分别为0.84和0.87,Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.83和0.86,相关系数和Nash-Sutcliffe效率系数均大于0.75,模拟效果好,所建立的SWAT模型适用于梨园河流域的地表径流模拟。最后,应用自回归模型和时域法预测梨园河流域2009-2018年的气候状况,并重新建立气象数据库,加载到已率定的SWAT模型中进行地表径流模拟,模拟结果表明径流呈明显下降趋势,分析径流对气候变化的水文响应,结果表明径流深对气温的水文响应敏感度较降水量高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 SWAT模型的应用
• 1.4 研究内容及技术路线
• 2 研究区自然地理概况
• 2.1 地形地貌
• 2.2 气象
• 2.3 水文
• 2.4 土地利用/植被覆盖
• 2.5 土壤
• 3 SWAT模型数据库的构建
• 3.1 空间数据库
• 3.1.1 数字高程模型
• 3.1.2 土地利用/植被覆盖
• 3.1.3 土壤类型图
• 3.2 属性数据库
• 3.2.1 土壤物理属性数据库
• 3.2.2 土地利用/植被覆盖属性数据库
• 3.2.3 气象数据库
• 3.3 水文数据
• 4 研究区模型模拟
• 4.1 SWAT模型的建立
• 4.1.1 SWAT模型流域的划分
• 4.1.2 土地利用和土壤类型的定义
• 4.1.3 水文响应单元的划分
• 4.1.4 输入气象数据
• 4.1.5 加载数据库信息
• 4.2 运行模型
• 4.2.1 模拟时段的选择
• 4.2.2 各模块模拟方法的选择
• 4.2.3 时间尺度的选择
• 4.3 模型参数的率定与验证
• 4.3.1 模型适用性的评价标准
• 4.3.2 模型参数敏感性分析
• 4.3.3 模型参数的率定与验证
• 5 研究区气候变化预测及水文响应
• 5.1 气候变化预测
• 5.2 SWAT模型模拟预报径流深
• 5.3 梨园河径流对气候变化的水文响应
• 5.3.1 径流对降水量变化的水文响应
• 5.3.2 径流对气温变化的水文响应
• 5.3.3 径流对气候变化的水文响应分析
• 5.4 自回归模型与时域法结合预测径流量
• 6 总结
• 6.1 研究小结
• 6.2 存在的问题与展望
• 参考文献
• 硕士在读期间参与项目与发表文章
• 致谢