基于SWAT模型博阳河上游流域径流模拟及其气候变化响应

论文摘要

本文以地处鄱阳湖区水系的博阳河梓坊站以上段流域为研究对象,利用美国农业部开发的SWAT分布式水文模型,对博阳河上游流域进行以月为时间步长的产流模拟,为该地区水资源合理配置提供参考依据,为实现水资源可持续利用及改善日益恶化的水环境质量提供科学保证。本文根据研究区已有的气候、数字高程图、土地利用及覆被类型图、土壤类型图等数据资料,将研究区划分为23个子流域,共135个水文响应单元,同时结合SWAT模型自带的属性数据库资料建立博阳河上游流域模拟数据库。通过模型敏感分析模块,得出影响该流域径流过程的6个主要敏感参数,并以2006-2007为参数率定期,据实测径流资料及结合实地考察进行模型校准,以2008-2010年为验证期进行模型结果验证。模拟结果显示,校准期和验证期的月均径流模拟线性回归系数R2分别为0.86和0.85,Nash-Sutcliffe效率系数Ens分别为0.85和0.83。各评价指标均满足要求,SWAT模型模拟精度较高,模拟效果良好,所建立的SWAT模型适用于博阳河流域降雨径流过程的模拟。最后,假定未来不同气候变化情景,并重新建立气象数据库,应用已率定好的SWAT模型进行气候变化情景下降雨径流响应模拟,结果表明多年平均各月及年径流总量呈现随气温升高而减少,随降水量减少而减少的明显规律性变化,且径流量随降水量变化的响应较气温变化更为明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外分布式水文模型研究进展
• 1.3 SWAT模型概述
• 1.3.1 发展历程
• 1.3.2 研究进展
• 1.3.3 研究内容及意义
• 1.4 研究方法及技术路线
• 第2章 SWAT模型机理
• 2.1 陆面循环模块
• 2.2 水面循环模块
• 第3章 SWAT模型基础数据处理及数据库构建
• 3.1 研究区概况
• 3.2 地形数据处理
• 3.3 气候资料整理
• 3.4 土壤资料整理
• 3.4.1 土壤颗粒级配转换
• 3.4.2 水文分组（HYDGRP）
• 3.4.3 其他土壤属性参数
• 3.5 土地利用及覆被资料处理
• 3.6 数据库构建
• 3.6.1 土壤数据库
• 3.6.2 土地利用数据库
• 3.6.3 气象数据库
• 第4章 SWAT模型在博阳河流域的应用
• 4.1 运行模型
• 4.1.1 水文分析
• 4.1.2 定义水文响应单元
• 4.1.3 写入文件
• 4.1.4 运行SWAT
• 4.1.5 读取结果
• 4.2 敏感性分析
• 4.3 模型校准与验证
• 4.3.1 模型校准
• 4.3.2 模型验证
• 第5章 未来气候变化情景下的径流模拟
• 5.1 研究背景
• 5.2 气候变化影响评价模型
• 5.3 赣北气候变化
• 5.4 气候变化对径流的影响模拟
• 5.4.1 情景假定
• 5.4.2 结果分析
• 第6章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 存在的问题及进一步研究的方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录A
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果