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植被变化的生态水文效应分析

作　者: 王清华
导　师: 李怀恩
学　校: 西安理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 植被变化径流泥沙 SCS模型生态水文效应
分类号: X171
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

植被建设是根治我国水土流失和改善生态环境质量的重大政策措施，开展植被建设(变化)的水文生态效应研究对正确评价植被建设的水文生态效益具有重要的现实意义。本文以向阳沟流域、平行对比流域(王家河与党家川、堡子沟与柳沟流域)的实测资料为基础，并结合大量相关文献资料，采用对比分析与模型模拟相结合的方法，较为全面地分析了流域植被变化的生态水文效应。论文取得的主要成果如下： 1．依据向阳沟流域及坡面小区1996—2001年实测水文资料，分析了植被变化对产流、产沙、径流形成过程及土壤含水量的影响。分析表明流域植被度增大后：1)降雨产流、产沙量减少；2)洪水总量减少，洪水历时延长，洪峰流量显著降低，洪水过程线表现为涨洪陡、落洪慢的特点；3)地下径流比重增加，水源成分比例发生明显变化；4)0-100cm土层相对土壤含水量随植被度增大呈降低的趋势。 2．采用小流域平行对比和流域自身对比两种方法，分析了黄土丘陵区典型小流域森林植被变化对暴雨产流、产沙及洪水过程的影响。分析结果表明：森林覆被率高的小流域蓄水拦沙能力较高，能显著地削减洪峰、延缓洪水过程，使次暴雨径流量变率C_v增大。西安理工大学硕士学位论文 3.以不同尺度及不同气候区的多流域资料为基础，就森林变化对降雨截留、径流调节、土壤侵蚀及水质的影响等方面综合分析了森林植被变化的水文生态效应。分析结论认为，森林覆盖率增大可以增加降雨截留量、削减洪峰流量，增加枯水期流量，减小洪枯比、增加径流均匀度，改变径流成分分配，减少土壤侵蚀和净化水质等。由于影响森林水文生态效应的环境异质性的普遍存在，森林变化对流域产水量在不同的水文生态区差别很大。 4.从水文学的角度，结合植被因子给出了生态水文模型的结构框架，并选用SCS模型对向阳沟流域19%一1998年发生的18场暴雨径流量进行了模拟，效果较好，达到一般应用要求。

全文目录

1 绪论  10-24
  1.1 研究的目的和意义  10-11
  1.2 研究进展  11-23
    1.2.1 生态水文学  11-12
    1.2.2 森林植被变化的生态水文效应  12-21
    1.2.3 生态水文模型  21-23
  1.3 研究内容及技术路线  23-24
2 研究流域概况  24-29
  2.1 向阳沟流域  24-26
    2.1.1 自然状况  24
    2.1.2 社会经济情况  24-25
    2.1.3 土地利用现状及治理规划  25
    2.1.4 蒸发量年际变化  25
    2.1.5 降水量年际变化  25-26
  2.2 坡面径流小区  26-27
  2.3 对比流域概况  27-29
    2.3.1 流域选择的依据  27
    2.3.2 堡子沟与柳沟  27-28
    2.3.3 王家河与党家川  28-29
3 向阳沟坡面及流域植被变化的水文效应分析  29-50
  3.1 坡面小区  29-36
    3.1.1 植被变化对坡面小区汛期产流的影响  29-31
    3.1.2 植被变化对坡面小区汛期产沙的影响  31-32
    3.1.3 各小区汛期次降雨产流量比较  32-35
    3.1.4 各小区产沙量比较  35-36
  3.2 向阳沟流域  36-38
    3.2.1 植被变化对流域产流产沙的影响分析  36
    3.2.2 植被变化对小流域次洪水特征的影响  36-38
  3.3 植被变化对小流域径流形成过程的分析  38-44
    3.3.1 植被变化对径流过程的影响  38-40
    3.3.2 植被变化对小流域次洪水过程线的影响  40-41
    3.3.3 植被变化对径流水源成份比例的影响  41-44
  3.4 植被变化对土壤含水量的影响  44-50
    3.4.1 不同植被类型土壤水文效应  44-45
    3.4.2 植被变化的土壤水文效应  45-47
    3.4.3 土壤含水量与植被度的相关分析  47-50
4 典型小流域森林植被的水文效应对比分析  50-60
  4.1 研究方法  50-51
  4.2 森林植被变化对小流域产流的影响  51
  4.3 森林植被对暴雨径流、泥沙的作用  51-55
  4.4 森林植被变化对洪水过程的影响  55-60
5 森林植被水文生态效应的多流域综合分析  60-78
  5.1 森林植被变化对降水的截留作用  60-62
    5.1.1 森林对降雨的截留过程  60-61
    5.1.2 森林变化对降雨截留的影响  61-62
  5.2 森林植被变化对径流的调节作用  62-71
    5.2.1 森林变化对径流总量的影响  63-64
    5.2.2 森林覆盖率～径流关系分析  64-67
    5.2.3 森林变化对径流的调节作用  67-71
  5.3 森林植被变化与土壤侵蚀的关系  71-74
    5.3.1 森林变化对土壤侵蚀的影响分析  71-72
    5.3.2 森林变化与土壤侵蚀的关系  72-74
  5.4 森林植被变化对水质的影响  74-78
    5.4.1 森林变化对水质影响的定性分析  74-75
    5.4.2 森林变化对水质影响的定量分析  75-78
6 流域生态水文模型探讨  78-87
  6.1 流域生态水文模型框架  78-79
  6.2 SCS模型  79-84
    6.2.1 SCS模型结构  79-81
    6.2.2 CN值的影响因素  81-83
    6.2.3 模型参数CN值的确定  83-84
  6.3 模型模拟结果  84-87
    6.3.1 流域土地利用变化情况  84
    6.3.2 模拟结果  84-85
    6.3.3 结果与讨论  85-87
7 结语  87-89
  7.1 结论  87-88
  7.2 建议  88-89
参考文献  89-97
致谢  97-98
附录: 攻读硕士学位期间发表论文及参加的主要科研课题  98-99
附表  99

植被变化的生态水文效应分析

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