基于SWAT模型的东江流域蓝水、绿水时空分布特征研究

基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,对东江流域天然状态下的降雨径流过程进行模拟,进而评估流域蓝水、绿水的时空分布特征。结果表明:东江流域蓝水、绿水资源量都非常丰富,多年平均蓝水资源量274.67×108m3,绿水资源量178.72×108m3(主要以绿水流为主),蓝水资源是绿水资源的1.54倍。东江流域以蓝水为主的水资源构成体系主要是由流域湿热多雨的气候条件决定的。从时间变化来看,近年来东江流域蓝水资源、绿水资源、绿水流、绿水储皆无显著增加或降低趋势。从空间分布上来看,蓝水资源格局主要受降雨格局控制,而绿水资源不但受气候条件影响,还受流域下垫面的自然属性以及人类活动干扰,如土地利用方式、土壤类型等,分布格局较为复杂。     

近50年来细河流域降水量的时空变化

为合理利用区域降水资源,依据细河流域5个雨量站点近50年(1966~2015年)的降水观测资料,结合线性倾向法、累积距平法分析了细河流域近50年来降水量的变化趋势;再采用Mann-Kendall法分析其降水量的突变现象;最后采用空间插值法分析其空间分布特征。结果表明,细河流域降水量主要集中于夏季,占全年降水量的83%;从季节变化趋势看,5站的四季变化趋势各有不同,但冬季大部分站点呈上升趋势变化;根据Mann-Kendall检验计算,细河流域降水量平均Z值为0.659,降水量随时间呈上升趋势变化,且5个站点均有突变点;空间分布亦不均匀,整体呈由东南向西北减少的趋势。研究结果为该区降水量管理提供了科学依据。     

土地利用变化对东江流域产流过程影响的定量评估

基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,对东江流域的水文过程进行了模拟,并分别采用1990年、2000年、2009年土地利用数据驱动模型,定量评价东江流域1990—2009年土地利用变化对流域水文过程产生的影响。结果表明:(1)流域出口月径流模拟率定期确定性系数R2为0.89,Nash-Sutcliffe效率系数ENS为0.87;验证期R2为0.88,ENS为0.87,东江流域SWAT模型径流模拟精度较高;近年来流域林地、草地面积减少,园地、城镇用地、水域面积增加。(2)在此影响下,东江流域单位面积侧向流降低了9.66 mm、基流降低了4.86 mm,地表径流增加了8.26 mm、实际蒸发增加了6.40 mm、潜在蒸发增加了4.40 mm;径流总量共减少了6.38 mm。(3)地表径流、侧向流对土地利用变化的响应在雨季更为敏感,实际蒸发、潜在蒸发及径流总量对土地利用变化的响应在旱季更为敏感。     

城市地区ETM和QUICKBIRD影像NDVI值比较研究

通过比较ETM和Quickbird两个数据的归一化插值植被指数,来判断它们在反映植被覆盖度方面的效果。结果表明,在尺度较小并且地物景观比较复杂的城市地区,高分辨率的Quickbird影像能够更好地观测到小范围地区的NDVI值。对于城市地区,由于绿地面积相对较小,因此最好利用高分辨率的Quickbird数据,而对于大尺度或植被景观比较单一地区,二者的差异不明显。由于ETM影像的成本相对较低而且波谱范围更加广泛,故在大尺度地区使用TM影像监测植被变化更加合适。     

基于RUSLE模型的太子河流域土壤侵蚀特征研究

为分析太子河流域土壤侵蚀特征,基于GIS及修正后的通用土壤流失方程(RUSLE),对太子河流域1995~2015年土壤侵蚀状况进行时空评价分析,并在此基础上探讨不同土地利用类型对土壤侵蚀的影响程度。结果表明,太子河流域21年间平均土壤侵蚀模数为206.12t/(km^2·a),其中2000年土壤侵蚀状况最轻;研究区侵蚀强度以微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀为主,主要发生在东部、北部、西南部等地区,流域侵蚀强度空间分布特征变化不大;不同土地利用类型的土壤侵蚀状况不同,植被遭受破坏、未采取水土保持措施的用地类型应列为水土保持的重点研究对象。研究成果可为深化了解土壤侵蚀模型、改善区域土壤流失状况及加强水土保持提供参考。