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南方丘陵区域土壤侵蚀的SWAT模拟

作　者: 路宾朋
导　师: 陈兴伟
学　校: 福建师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: SWAT 西溪流域 坡长修正 崩岗侵蚀 产沙模拟 水土保持
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文基于分布式SWAT模型,针对南方丘陵区坡长提取和崩岗侵蚀的特点,开展了南方丘陵区域土壤侵蚀的SWAT模拟研究。首先,SWAT模型采用MUSLE方程基于HRU计算土壤侵蚀量,坡长则是方程中的一个重要参数。鉴于模型应用于南方丘陵区域时在坡长计算方面存在不足,本文以位于闽东南沿海湿润区的晋江西溪流域为研究区,基于针对丘陵山地区域开发的坡长自动修正模块,利用SWAT模型开展了如下工作：一是开展了不同子流域划分和DEM分辨率下土壤侵蚀模拟对该模块的响应研究,就坡长变化对模拟结果的影响进行了详尽的论述；二是基于SWAT模型在该流域已有研究成果,进一步开展了坡长修正模块在南方丘陵区的适用性及其对南方丘陵区产沙模拟精度的改进研究,通过分析得出坡长变化对径流的模拟精度无明显改进作用,但较好地提高了土壤侵蚀模拟的精度。总的来讲,本研究表明坡长自动修正模块可以较好的弥补SWAT模型应用于南方丘陵区域时坡长提取算法的不足。将模型应用于我国南方丘陵区域时,采用该模块修正坡长,可以较好地提高土壤侵蚀模拟的精度。第二,崩岗侵蚀是我国南方红壤丘陵地区一种特有的侵蚀地貌类型。针对晋江西溪流域崩岗侵蚀与非崩岗侵蚀并存这一客观现实,通过适当的子流域划分方式,使得崩岗群集中区与部分子流域边界基本吻合,区分崩岗侵蚀子流域与非崩岗侵蚀子流域,进而采用安溪水文站实测径流泥沙数据和水土保持部门在崩岗区的实测及统计资料,对崩岗与非崩岗侵蚀子流域的模型参数分别率定,构建了符合该流域侵蚀特征的SWAT模型。最后对崩岗子流域设定4种不同的植被转换模式,分析了不同植被覆被条件下的减沙效应,结果表明林地和高覆盖园地比草地更有利于崩岗侵蚀区的水土保持和生态重建;崩岗区内林地最能有效减轻产沙量,盲目的开垦耕地,不仅不利于区域农业的发展,而且将加剧崩岗区的水土流失状况的流域生态环境恶化。该研究为崩岗区水土保持规划及生态恢复提供了新的技术手段和参考依据。

全文目录


中文摘要  2-3Abstract  3-4中文文摘  4-7目录  7-10绪论  10-18  1 问题提出  10-11  2 国内外研究进展  11-13  3 研究意义、内容与技术路线  13-16    3.1 研究意义  13-14    3.2 研究内容  14-16  4 技术路线  16-18第一章 西溪流域概况  18-24  1.1 流域地质地貌  18-19  1.2 气候径流  19  1.3 流域植被土壤概况  19-20  1.4 社会经济状况  20  1.5 水土流失  20-24第二章 SWAT模型原理  24-28  2.1 水文过程模型  24-25  2.2. 土壤侵蚀模型  25-28    2.2.1 土壤侵蚀因子K_(USLE)  25-26    2.2.2 植被覆盖和管理因子C_(USLE)  26    2.2.3 保持措施因子P_(USLE)  26-27    2.2.4 地形因子LS_(USLE)  27-28第三章 南方丘陵区产沙模拟对坡长自动修正模块的响应  28-42  3.1 研究区概况  28-29  3.2. 研究方法  29-31    3.2.1 坡长修正模块简述  29    3.2.2 数据获取  29-30    3.2.3 研究方案  30-31  3.3 子流域划分对坡长修正的响应  31-36    3.3.1 不同子流域划分下地形因子变化分析  31-32    3.3.2 不同子流域划分下单位面积产沙量变化  32-33    3.3.3 不同子流域划分下流域出口处产沙量变化  33-36  3.4 DEM分辨率对坡长修正的响应  36-39    3.4.1 不同DEM分辨率下地形因子变化分析  36-37    3.4.2 不同DEM分辨率下流域出口处产沙量变化  37-38    3.4.4 不同DEM分辨率下单位面积产沙量变化  38-39  3.5 本章小结  39-42第四章 基于坡长修正的晋江西溪流域产流产沙模拟  42-48  4.1 子流域划分及模型评价指标选取  43  4.2 模拟结果比较  43-46    4.2.1 月平均流量模拟结果评价  44-45    4.2.2 月产沙量模拟结果评价  45-46  4.3. 本章小结  46-48第五章 考虑崩岗侵蚀的西溪流域产流产沙模拟  48-60  5.1 西溪流域崩岗侵蚀现状  48-49  5.2 研究方法  49-50    5.2.1 崩岗侵蚀流域SWAT模型的建立  49-50  5.3 模型参数校准及评价指标选取  50-51    5.3.1 模型参数的校准  50-51    5.3.2 评价指标选取  51  5.4 模拟结果分析  51-53    5.4.1 径流模拟结果  51-53  5.5 泥沙负荷模拟  53-56    5.5.1 流域产沙模拟结果  53-55    5.5.2 崩岗区土壤侵蚀的模拟结果评价  55-56  5.6 崩岗子流域不同植被恢复下的产沙变化  56-58    5.6.1 植被覆被转换模式设定  56-57    5.6.2 模拟结果分析  57-58  5.7 本章小结  58-60第六章 结论与展望  60-64  6.1 主要结论  60-61  6.2 展望  61-64参考文献  64-70攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  70-72致谢  72-74个人简历  74-76

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 水土保持
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