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基于SWAT模型在青岛大沽河流域 的径流模拟研究-水利工程专业论文
独创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得河北工程大学或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体,均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 河北工程大学 有关保留、使用学位论文的 规定。特授权 河北工程大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日 导师签名: 签字日期: 年 月 摘要 IPCC 第五次报告指出,气候的变化速度比过去估计的更快,未来人类将面 临更加严重的气候形势。因此,科学的把握气候变化规律,掌握流域内水文循环 过程及变化规律,对人类未来的包括水资源利用在内的生活及可持续发展有重要 意义。 本文选择 SWAT 水文模型,基于 ARCGIS9.3 软件,建立大沽河流域 SWAT 水文模型,对大沽河流域进行了地表径流模拟,研究的主要内容及成果如下: (1)本文通过调查研究大沽河当地地形、土壤气候等基本因素,建立了大 沽河流域的空间数据库、气象数据库、土壤数据库等属性数据库。 (2)将研究流域的 DEM 图,土地利用图,土壤图以及气象站和气象数据 导入 SWAT 模型中,经过划分子流域与水文响应单元、土地利用及土壤覆盖、 导入气象数据以及生成编辑输入文件并运行,初步建立 SWAT 水文模型。 (3)根据大沽河流域南村水文站以及张家院水文站 1986~2000 年的实测径 流资料,运用 SWATCUP-2012 软件对本模型最敏感的参数进行调参校核,结果 表明模拟结果较好,决定系数(R2)均高于 0.8 以及纳什效率系数 NS 均高于 0.7, 均满足要求。这表明本模型可以较好的模拟本研究区域的水文模拟。 (4)基于上述研究结果,本文运用历史反演法,重新建立基于 2000 年土地 利用的 SWAT 模型,并运用极端土地利用的方法又建立了三种极端土地利用与 覆被情况下的 SWAT 模型。将 2001 年~2003 年的气象数据输入模型,并对输出 的月径流结果进行分析。研究结果表明:采用 2000 年土地利用数据的模拟结果 较模型本身采用 1986 年土地利用数据的模拟结果径流量增加。三种极端土地利 用/覆被情况下所产生的径流均发生了变化。其中林地及耕地面积的增加会减少 地表径流量,草地的增加会增大地表径流量。 (5)本文运用气候变化研究中普遍采用的假定情景法,对 2001 年~2003 年 的气象资料进行改变。其中对温度分别减少 1℃、2℃,增加 1℃、2 摄氏度。对 降雨量分别减少 20%、10%,增加 10%、20%。将上述情景模式两两组合,加上 气候不变化的情景,共建立了 25 种气候模式。研究结果表明:温度升高会减少 地表径流量,温度降低会增加地表径流量。降雨增加会增加径流量,降低会减少 径流量。在温度降低 2℃、降雨增加 20%的情况下,地表径流量将会达到最大值。 相反,当温度升高 2℃,降雨减少 20%,地表径流将会达到最小值。 综上所述,本研究为研究大沽河流域径流提供了一个合理的模型,此模型在 I 今后大沽河流域水文研究中可以提供包括径流预测的多种模拟结果。通过对土地 利用及气象变化的模拟结果分析也为该流域今后的可持续发展及水资源的合理 分配提供了现实意义。 关键词: 大沽河 SWAT 模型 土地利用变化 气候变化 径流模拟 II Abstract The fifth report released by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) pointed out that the climatic change rate is faster than expected and the future human will be faced with more serious climate situation. Therefore it is highly significant for humans future
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