土地利用格局对洪水过程的影响研究 ——以重庆四面山响水溪流域为例

论文摘要

本文结合国家自然科学基金“三峡库区以流域为单元森林植被对洪水影响研究”,从主要土地利用对降水、径流、入渗等水文环节的影响作用研究着手,构建、拟合和验证分布式暴雨水文模型(PRMS_Storm)。通过模型模拟,评估土地利用配置格局对洪水的影响作用,并提出基于不同土地利用结构配置安全格局,为科学和合理的配置水土保持植被措施提供依据。首先以MMS(模块化模型系统)为基础,应用ArcGIS等手段,结合定位观测和实验研究,构建了具有物理基础的分布式暴雨水文模型(PRMS_Storm)。以响水溪流域实测的4场典型暴雨为例,模拟8种土地利用空间格局配置类型的洪峰及径流量,得出林地在流域上游集中分布时对于削减洪峰有较明显的作用,流域内随机分布时对于减少地表径流作用明显。在此基础上,模拟不同土地利用格局搭配情景对洪水过程的影响得到:林地覆盖率分别为20%、40%、60%而无搭配地类时,实测4场降雨产生洪峰的平均值分别为0.865mm/min、0.717mm/min和0.376mm/min。当林地覆盖率一定时,搭配灌木林削减洪峰效果更明显,径流系数变化趋势表现为灌木林Ⅱ<灌草结合Ⅳ<荒草地Ⅲ<农地Ⅰ。综合分析不同土地利用格局对洪水过程的影响,可知林地集中分布于流域上游其余区域搭配灌木为最佳的土地利用空间格局配置类型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 问题提出
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 土地利用对洪水影响研究进展
• 1.2.1 土地利用及其变化对洪水的影响
• 1.2.2 流域产流水文过程研究
• 1.3 水文模型的研究进展
• 1.3.1 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3.2 水文模型的分类及优缺点比较
• 1.3.3 分布式水文模型研究进展
• 2 研究区概况
• 2.1 基本概况
• 2.2 地质地貌
• 2.3 气候特征
• 2.4 水文特征
• 2.5 土壤特征
• 2.6 植被特征
• 3 研究内容、方法与技术路线
• 3.1 研究内容
• 3.1.1 水文模型的准备
• 3.1.2 试验区暴雨与洪水选择
• 3.1.3 洪水过程影响的情景模拟分析
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 分布式暴雨水文模型
• 3.2.2 水文模型参数准备
• 3.2.3 参数及数据处理
• 3.3 技术路线
• 4 暴雨与洪水特性分析
• 4.1 试验区暴雨与洪水特性
• 4.2 暴雨对洪水特征值响应分析
• 4.2.1 产流量对暴雨量的响应
• 4.2.2 产流历时对暴雨历时的响应
• 4.2.3 洪峰流量对暴雨雨强的响应
• 4.3 典型暴雨选择
• 4.4 小结
• 5 土地利用格局对洪水过程影响模拟分析
• 5.1 土地利用空间格局对洪水过程影响
• 5.1.1 土地利用空间格局的配置情景选择
• 5.1.2 土地利用空间格局配置情景下降雨产流过程模拟分析
• 5.1.3 不同配置情景下模拟结果综合分析
• 5.1.4 不同暴雨类型下土地利用格局影响洪水过程对比分析
• 5.2 土地利用类型搭配对洪水过程影响分析
• 5.2.1 土地利用类型搭配对洪峰流量的影响
• 5.2.2 土地利用类型搭配对径流组成的影响
• 5.3 小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 附表
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录
• 致谢