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石头口门水库汇水区土地利用情景分析及水资源污染模拟研究

作　者: 谢淼
导　师: 李鸿雁
学　校: 吉林大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: SWAT模型非点源污染土地利用变化 SWAT-CUP 石头口门水库
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

非点源污染由于潜伏性强、覆盖面广和危害性大，已经成为水环境污染的主要来源。国外自20世纪就开始了对非点源污染的研究，各种数学模型的研制丰富了非点源污染的研究手段，作为分布式水文模型的SWAT也是其中之一。自上世纪90年代美国农业局结合CREAMS、GLEAMS、EPIC和ROTO等模型的特点开发出SWAT以来，SWAT模型就在非点源污染方面得到了广泛的应用。石头口门水库作为长春市饮用水水源地，水质问题日益显现，水环境问题不容忽视，对石头口门水库汇水区进行非点源污染的研究十分必要。本文以石头口门水库作为控制断面，以上流域汇水区作为研究区，利用收集的空间数据和水文气象数据建立该地区的SWAT模型，最终把研究区分成31个子流域以及203个水文响应单元，同时应用SWAT-CUP软件对2009-2011年实测径流数据对研究区内长岭站进行敏感性分析，最后选定15个参数进行研究区径流校准及验证，最终取得了较为理想调参结果，校准期R2=0.9，效率系数NS=0.86，验证期相关系数和效率系数的值都达到了0.9，模拟结果基本达到了甲等评价等级。统计研究区内非点源负荷的时间分布和空间分布，得到研究区内降雨量和径流、产沙量存在一定相关关系，在空间上，泥沙负荷和有机氮、有机磷的的分布规律保持一致性。在此基础上，取定研究区内坡度大于15%的地区，改变该地区内土地利用方式，水田和旱地统计为农业用地分别转化为林地和草地，通过模拟观测各种情况下营养物质N、P和泥沙含量的含量变化，对该地区土地耕作方式进行评估和建议。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 选题依据和意义  9-10
  1.2 SWAT 模型研究现状  10-14
    1.2.1 国外研究现状  12
    1.2.2 国内研究现状  12-14
  1.3 研究内容及路线  14-16
第2章研究区概况  16-20
  2.1 地理位置  16-17
  2.2 气象  17-18
  2.3 水文  18-19
  2.4 地形地貌  19
  2.5 地下水  19
  2.6 土地利用情况  19-20
第3章模型原理与数据准备  20-38
  3.1 SWAT 模型原理  20-27
    3.1.1 地表径流量  21-22
    3.1.2 蒸散发  22-23
    3.1.3 土壤水  23-24
    3.1.4 侵蚀  24
    3.1.5 营养物  24-26
    3.1.6 模型特点  26-27
  3.2 基础数据准备  27-38
    3.2.1 DEM 高程数据  27-28
    3.2.2 土地利用数据  28-30
    3.2.3 土壤类型数据  30-35
    3.2.4 水文气象数据  35-38
第4章 SWAT 模型建立  38-49
  4.1 子流域和水文 HRUs 的划分  38-40
    4.1.1 子流域划分  38-39
    4.1.2 水文响应单元（HRUs）的划分  39-40
  4.2 敏感性分析  40-42
  4.3 模型校准和验证  42-49
第5章土地利用情景分析  49-56
  5.1 非点源污染负荷时空分布  49-53
    5.1.1 非点源污染负荷时间分布  49-51
    5.1.2 非点源污染的空间分布  51-53
  5.2 土地利用变化下的参数输出  53-56
第6章结论及建议  56-58
  6.1 结论  56-57
  6.2 不足和建议  57-58
参考文献  58-63
作者简介及在学期间所取得的科研成果  63-64
致谢  64

石头口门水库汇水区土地利用情景分析及水资源污染模拟研究

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