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汾河水库上游流域水土侵蚀过程研究 王 博 (山西省汾河水库管理局，山西 太原 030006) [摘要]为了解决汾河水库泥沙淤积严重问题，以汾河水库上游为研究对象，基于水土侵蚀原理，结合DEM数 据、土地利用，覆被变化数据，构建汾河水库上游分布式水文模型，应用SUFI2法和手动调参相结合的方法对 模型参数进行率定和验证 ，进行汾河水库上游水土侵蚀模拟研究。结果表明，汾河水库上游水土侵蚀量随年 径流量减少而减少，随着年径流量增大而加剧。 [关键词]水土侵蚀；模型模拟；水库泥沙；汾河水库 [中图分类号]TV149 [文献标识码]A [文章编号]1004—7042(2012)10—0010—02 1 研究区概况 (SoilandWaterAssessmentToo1)模型，集成遥感(RS)、 汾河是山西的 母“亲河”，是山西境内最长的河 地理信息系统(GIS)和数字高程模型(DEM)技术的基 流，全长 716km，面积 3．9万km2，占全省总面积的 于水文过程的、具有较强物理机制的、可以连续模拟 25％。区内降雨的年际变化较大，降水量季节分配极 的分布式流域水文模型。对不同土壤条件、土地利用 不均匀，冬季干旱少雨，夏季雨水充沛。年降雨量420～ 类型、气候状况和人类活动干扰下做出有效的产流、 650mm，全年70％降雨量集中在6__9月，并且多以暴 产沙模拟分析，适用于面向水资源管理的长时段的水 雨形式出现。汾河流域地面径流总量26．54亿m3，其 文过程模拟。模型由700多个数学方程、1000多个中 中上游5．92亿 m，。汾河水库上游沉积了深厚的第三 间变量组成，基于遥感和GIS提供的强大平台，利用 纪红土及第四纪黄土，受重力侵蚀和水蚀作用形成了 GIS和RS提供的空间数据信息，模拟复杂大流域中 丘陵沟壑侵蚀地貌，沟梁相间，沟深坡陡，沟河面积 占 多种不同的水文物理过程，包括水、沙输移与转化 总面积的48％，汾河水库上游水土流失严重，致使水 过程。 ． 库淤积严重。 3 结果与分析 2 研究方法 3．1 汾河水库上游水土侵蚀分析 2．1 DEM数据 汾河水库位于汾河流域的上游段，控制流域面积 本文用 90m分辨率 SRTM数 字高程模 型 5268km2，总库容7．2l亿m，水库最大回水面面积 (DEM)，原数据为地理坐标 ，为满足模型输入要求，将 32kmz，最大 回水长度 18．3km。流域 内河网密度 其转化为Albers投影。 0．35km／km2，沟壑密度 5～8km／km／，多年平均侵蚀模 2．2 土地利用数据 数5000tk／m2，径流模数7．98万 m mz，输沙模数 本文应用GIS的空间分析功能，基于汾河水库上 87-3 m2。从发源地至汾河水库，地形破碎、沟壑纵 游遥感影像的解译资料，提取各类土地利用类型的属 横、坡陡沟深，地面坡度7o～35。的面积 占63．2％。上游 性值 ，通过空间叠加分析流域土地利用和覆被的时空 河道纵坡4．5％。，河网密度为0．35k玎 m2。丘陵沟壑区 变化特征，得出汾河上游流域共有 6种土地利用类 内3～30kmz的小流域 135条，面积 1774．3km2，占丘 型，又可细分为 l8种土地利用类型。 陵沟壑区面积的92．5l％，中等干旱年(75％)年径流量 2-3 模型构建 为2O．7亿m，干旱年(95％)年径流量为 14．9亿 m