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基于森林作用的流域降雨径流模型研究-以浑河上游流域为例

作　者: 张淑敏
导　师: 范世香
学　校: 山东农业大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 森林植被变化水文过程森林覆盖率降雨径流模型
分类号: P333.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

森林与水的关系问题一直是森林生态系统研究的关键性课题之一，也是水文循环探索的重要内容，森林生态系统对水分的时空分配、传输转换以及水文循环机制的影响问题是森林水文学研究的核心问题。森林与水的关系十分复杂，它不仅受森林生态系统发展本身的影响，而且还受到山区大气、植物、土壤、地下岩层等空间异质性以及气象因素如降雨、蒸发等时空变化的影响，进一步增加了描述森林流域降雨径流形成机制和水文响应模式的难度。在全球气候变化的背景下，人类活动加剧，频繁改变流域下垫面的时空分布，流域水文对植被变化的响应己成为各领域研究热点问题。研究森林植被变化对流域降雨径流影响，对于森林的合理经营和水资源的永续利用以及为维护森林生态环境和生态平衡有着重要意义。本论文针对森林流域的水文特点，结合降雨径流模型理论，在蓄满产流模型的基础上，考虑森林植被变化因素，建立反映森林流域特点的降雨径流模型。本论文以浑河上游森林流域为例，采用森林覆盖率和蓄积量作为森林植被影响降雨径流模型的两个指标，按森林覆盖率大于60%且流域平均林木蓄积量大于5000m~3/km~2和森林覆盖率小于60%且流域平均林木蓄积量小于5000m~3/km~2划分为两个等级，分别率定参数。主要研究结果如下：(1)结合湿润地区蓄满产流模型的使用经验以及参数确定方法，提出了以反映森林植被状况为特征的森林流域降雨径流模型。(2)森林植被越好，稳定下渗率越大，地下径流量也就越多，揭示了森林植被增强土壤渗透能力的功能。在流域汇流方面，流域的储水系数、汇流参数等都有所不同，在洪水过程线上就体现了洪峰流量的差别。(3)结合实测资料，进行了多次模拟计算和检验，通过对模拟计算结果进行比较，该模型不仅具有较好的精度，而且还能大致反映出两种不同森林植被条件对涵养水源、调节洪水的不同作用效果。该模型具有较强的实用性，能够为森林水文功能的深化研究起到借鉴作用。

全文目录

符号说明  4-9
中文摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
1 绪论  12-19
  1.1 引言  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-15
    1.2.1 国内研究现状  13-14
    1.2.2 国外研究现状  14-15
  1.3 研究内容及其方法  15-17
    1.3.1 研究内容  15-17
    1.3.2 研究方法  17
  1.4 技术路线  17-18
  1.5 本文创新之处  18-19
2 森林流域的主要水文过程  19-28
  2.1 森林植被对降雨的截持作用  19-21
    2.1.1 林冠对降水的截持  20
    2.1.2 林地枯枝落叶层对降水的截持  20-21
    2.1.3 林地土壤层的贮水作用  21
  2.2 森林生态系统水分蒸散发过程  21-23
    2.2.1 植被蒸散发  21-22
    2.2.2 林地土壤蒸发  22-23
  2.3 森林植被对径流的调节规律  23-25
    2.3.1 森林与地表径流及土壤侵蚀  23-24
    2.3.3 森林与洪、枯径流  24-25
      2.3.3.1 森林拦蓄洪水的作用  24-25
      2.3.3.2 森林与枯水径流  25
      2.3.3.3 森林与洪旱灾害  25
  2.4 森林植被对水质的影响  25-27
    2.4.1 流域的森林覆盖率及水化学特性  26
    2.4.2 森林植被对流域水质的影响  26-27
  2.5 本章小结  27-28
3 降雨径流模型的单元水文模型  28-35
  3.1 蒸散发计算模型  28-29
  3.2 产流模型  29-31
  3.3 汇流模型  31-32
    3.3.1 水源划分  31
    3.3.2 汇流计算  31-32
  3.4 模型参数  32-34
    3.4.1 模型参数种类  32-33
    3.4.2 参数率定方法  33-34
    3.4.3 模型检验  34
  3.5 本章小结  34-35
4 森林流域降雨径流模型的研究  35-52
  4.1 研究流域概况  35-38
    4.1.1 自然地理概况  35-37
    4.1.2 暴雨洪水特性  37
    4.1.3 水文地质条件  37-38
      4.1.3.1 含水层水文地质特征  37-38
      4.1.3.2 地下水动态变化情况  38
  4.2 模型结构选择  38-40
  4.3 蒸散发计算模型  40
  4.4 径流量计算模型  40-45
    4.4.1 流域蓄水容量计算  40-43
    4.4.2 径流量的计算  43-45
  4.5 流域汇流模型  45-48
  4.6 模型精度检验  48-51
  4.7 本章小结  51-52
5 结论与展望  52-54
  5.1 结论  52
  5.2 展望  52-54
6 参考文献  54-59
7 致谢  59-60
8 攻读学位期间发表论文情况  60

基于森林作用的流域降雨径流模型研究-以浑河上游流域为例

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