IMHE OpenIR  > 山地表生过程与生态调控重点实验室
嘉陵江流域水沙特征及其模拟研究
Alternative TitleThe Properties and Modelling Studies of Water and Sedimentation of the Jialing River
Language中文
胡云华
Thesis Advisor贺秀斌
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Name硕士
Degree Discipline环境工程
Keyword嘉陵江 Swat模型 径流和泥沙变化
Abstract 嘉陵江流域面积近16万平方公里,是长江支流中流域面积最大的河流,也是长江上游的重点产沙区。随着三峡水库的建成蓄水,嘉陵江成为三峡水库库尾直接的径流和泥沙入口,流域径流和土壤侵蚀对库区水资源和水沙平衡有重要影响。近几十年来,嘉陵江流域出口的径流和输沙量都呈减少的趋势,但由于观测手段和调查方法的局限性,目前还很难将诸多因素对嘉陵江流域径流和输沙量减少的贡献率进行较准确的区分。大流域水文模型的出现,为解决上述问题提供了一种新的手段:利用水文模型进行嘉陵江流域水沙模拟,可以利用控制变量的方法评价驱动因子变化对径流和泥沙变化的贡献率。利用SWAT模型对嘉陵江流域进行径流和输沙过程模拟,可以估算流域年和月的产流和侵蚀量,制作子流域的土壤侵蚀量和产流量空间分布图,可以估算近年来流域地表下垫面和气候两种因子的变化对流域产流和输沙量变化的贡献率,为SWAT模型在长江上游地区大尺度流域上的应用提供参考。 分别建立嘉陵江流域子流域渠江、嘉陵江干流和涪江的SWAT模型,并利用相应的水文站数据对模型进行校准和验证。得到嘉陵江流域校准期1975~1982年的子流域土壤侵蚀量和产流量的空间分布图。统计嘉陵江流域1988~2010年23年来的径流和泥沙变化量。将模拟结果和多年平均观测结果对比,可以估算因气候变化导致的流域径流和输沙变化量,将模拟结果和实际观测数据对比,可以估算地表下垫面变化所造成的流域径流和输沙变化量。主要研究结论如下: (1) 经过校准和验证,SWAT模型可以较好地模拟校准期和验证期的嘉陵江流域径流和输沙过程。 (2) SWAT模型所计算的嘉陵江流域1975~1982年多年平均侵蚀模数为2579t/(km2?a),侵蚀量最小子流域侵蚀模数为3.96 t/(km2?a),侵蚀量最大的子流域侵蚀模数为15079.5 t/(km2?a)。从空间分布来看,嘉陵江上游的白龙江流域和西汉水流域的土壤侵蚀最严重,其次为涪江的源头区和渠江中上游流域。 (3) 嘉陵江流域出口的径流和泥沙不是一个单纯的减少的过程,2000以后伴随着降雨量的回升,流域径流和输沙量略有所回升,但依然低于多年平均值。1988~2010年的23年来,嘉陵江流域年径流量同1950~2010的平均径流量相比,累计减少了2255.16亿立方米,占平均径流量23年累积量的15.08%;输沙量同1950~2010的平均输沙量相比,总共减少了15.85亿吨, 占多年平均输沙量23年累积量的62.65%。 (4) 1988~2010年的23年来,嘉陵江流域年降雨量同1956~2008的平均降雨量相比累计减少了895mm,占嘉陵江流域多年平均降雨量23年累积量的4.29%。仅在气象条件的影响下,嘉陵江流域径流量同多年平均径流量相比,累计减少了537亿立方米,占实际观测径流减少量的23.81%,占多年平均径流量23年累积量的3.59%;输沙量同多年平均输沙量相比,总共减少了1.3亿吨,占实际观测输沙减少量的8.2%,占多年平均输沙量23年累积量的5.14%。 (5) 1988~2010年的23年来,嘉陵江流域地表下垫面变化造成流域径流量累计减少了1718.54亿立方米,占实际观测径流减少量的76.2%,占多年平均径流量23年累积量的11.50%;地表下垫面变化造成流域输沙量累计减少了14.62亿吨,占实际观测输沙减少量的92.22%,占多年平均输沙量23年累积量的57.79%。 (6) 降雨量的变化是嘉陵江流域径流和泥沙变化的直接驱动因子,但是人类活动所主导下的地表下垫面变化,将扩大径流和泥沙变化的趋势,对泥沙的拦截效应表现的尤为明显。 由于获取的数据质量和模型计算量的限制,模型模拟过程中存在一定的误差,模拟结果在具体子流域上的模拟精度无法得到保证,目前的模型精度还无法区分各下垫面变化驱动因子对流域径流和输沙过程变化的贡献率,这些问题将是下一步研究中需要解决的问题。
Other AbstractAbstract Jialing River is the main sediment-yielding areas and the largest tributary of Yangtze River, with drainage area of nearly 160000 square kilometers. Along with the completion of the Three Gorges Project, water and sand from Jialing River directly flow into the Three Gorges Reservoir. The soil erosion and water conservation in Jialing River is important to the balance of water and sand of the Three Gorges Reservoir. Water and sand from the Jialing River tend to decrease in decades, but since the limitations of the observation and research methods, it is difficult to distinguish the contribution of different driving factors to the water and sand reduction. The appearance of large basin hydrological model brings a new way to solve this problem. The SWAT model was used to simulate the...
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.imde.ac.cn/handle/131551/7826
Collection山地表生过程与生态调控重点实验室
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GB/T 7714
胡云华. 嘉陵江流域水沙特征及其模拟研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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