论文部分内容阅读
连江流域位于广东省西北部，是北江最大支流，流域面积达10121km2。该区是西南喀斯特地貌单元在本区的东沿部分，岩溶区面积约占整个流域40％。岩溶区地表水资源储存十分困难，易造成干旱。本文应用SWAT模型对本区进行径流模拟，探索SWAT模型在岩溶流域的适用性，进而为本区生态环境治理、流域水资源的科学开发利用和区域调配提供决策依据。
本文概述了分布式水文模型SWAT和它的应用研究现状，简介SWAT模型的结构原理，以连江流域作为研究对象，依照SWAT模型的数据库要求分别建立DEM数据库、土地利用/覆被数据库、土壤数据库、气象数据库以及实测站点水文数据库等，探索SWAT模型在岩溶影响的连江流域的适宜性，研究流域内土地利用/覆被类型变化条件下的径流变化。结论如下:
(1)分布式水文模型SWAT适用岩溶影响的连江流域。SWAT模型模拟流域的年和月径流量值与实测值相比，相对误差Re均在[-20，20]、决定系数R2均＞94％，而Nash-Suttcliffe系数Ens值均＞0.9，因此可以利用它进行流域的水资源管理和规划工作。
(2)分布式水文模型SWAT模拟整个连江流域的效率要高于模拟流域内的子流域，模拟整个流域径流量的准确性要高于模拟流域内子流域。整个流域控制出水口高道站，在不经过参数率定的情况下，模型就获得了甲级高精度的模拟结果。而流域内凤凰山站和黄麖塘站所控制的子流域，二者在经过参数率定的情况下，相对误差Re均在[-20，20]，决定系数R2均达到模型标准，Nash-Suttcliffe系数Ens值分别获得乙级、丙级精度的模拟结果。
(3)基于流域岩溶实际情况而对模型土壤库进行相应的修正，在其它输入模型条件相同，仅输入土壤数据库不同，对比修正土壤数据库与原始土壤数据库二者的年模拟结果，然而修正的土壤数据库并没有起到提高模型模拟效率的作用。造成该结果的原因，认为可能是SWAT模型在进行流域径流模拟时对高精度的土壤数据信息的敏感性较弱。土壤水文学分组的做法，概括了土壤属性数据信息，模糊了土壤之间的属性差别，损失了土壤的精度信息。在SWAT模型的应用中，为提高SWAT模型的模拟效率，应该对研究区内各土壤类型赋入合理的土壤水文学分组。
(4)情景设定模拟结果表明:流域耕地面积减少增加了径流量，混交林面积的增加径流量变化不明显，山地灌木丛面积的增加会引起径流量的增加。山地灌木丛和山地草甸（草地）面积增加对流域径流量增加量的影响是山地灌木丛＜山地草甸（草地）。这表明在连江流域，产流能力是混交林＜山地灌木丛＜山地草甸（草地）。这也就意味在连江流域混交林的水土保持能力最强，次之是山地灌木丛，最后是山地草甸（草地）。所以在连江流域进行生态环境的综合治理工作，应该优先考虑进行植树造林，退耕还林，保护流域植被，这才是防止连江流域水土流失的良策。
(5)流域植被发生正向演替，连江径流量增多不明显;而流域发生逆向演替时，连江流域径流量增加明显。造成该结果的原因主要是与林地、草地的蒸散发能力、截留能力、腐殖质层厚度空隙的储水输水能力、地面粗糙度形成产流能力大小不同。