基于 SWAT 模型的延河流域土地利用对 径流影响模拟研究

Abstract

本文以黄土高原典型流域&mdash;&mdash;延河流域作为研究区，建立 SWAT 水文模型基础数 据库及确定其适用参数，并对流域多年月径流量进行模拟验证。在此基础上，研究了 流域土地利用对径流的影响。主要研究成果如下： 1）构建了延河流域 SWAT 水文模型基础数据库。收集并处理模型运行所需流域 基础资料，主要包括 DEM 数据、土地利用数据、土壤数据、气象数据、河流水文数 据，建立模型运行所需数据库。 2）确立了适用于延河流域的 SWAT 模型输入参数值。采用数字滤波法分割基流 量，确定基流指数。在此基础上，运用 SWAT-CUP 进行模型参数率定及验证，确定 了 14 个径流模拟敏感参数适用值。对径流模拟结果影响最大的前 5 个参数分别为： CN2、SOL_BD、SOL_K、ALPHA_BNK、GWQMN。 3）评价了 SWAT 模型在延河流域的适用性。本文选择甘谷驿水文站 1982-1988 年实测月均径流量对模型参数率定，参数率定期决定系数 R 2 =0.74 且纳什效率系数 NS=0.69；采用 1991-1996 年实测月均流量进行参数验证，验证期决定系数 R 2 =0.79 且纳什效率系数 NS=0.72，符合模型评价标准。但是，在验证期峰值流量模拟效果欠 佳。 4）土地利用对径流影响分析表明：相同气象条件下，植被恢复等生态治理措施 对流域产流有较大影响，导致径流量及基流量减少，基流指数增大。研究发现相同气 象条件下，1985 年土地利用情景下的年均地表径流量为 30.26 mm，其中基流量为 14.60 mm，基流指数为 0.48；2010 年土地利用情景下的年均地表径流量为 24.03 mm， 年均基流量为 12.78 mm，基流指数为 0.53。1985 年土地利用情景下甘谷驿水文站年 均河道径流量模拟值为 5.21 m 3 /s，2010 年土地利用情景下为 4.47 m 3 /s，比 1985 年减 少 0.74 m 3 /s，减幅为-14.2%。 关键词：延河流域；土地利用变化；SWAT 模型；径流模拟；基流</p