土地利用變化對(duì)贛江流域徑流的影響研究

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1、第29卷第10期自然資源學(xué)報(bào)Vol.29No.102014年10月JOURNALOFNATURALRESOURCESOct.,2014土地利用變化對(duì)贛江流域徑流的影響研究1,2231*陳昌春,張余慶,項(xiàng)瑛,王臘春(1.南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院,南京210093;2.南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院,南京210044;3.江蘇省氣候中心,南京210008)摘要:論文以贛江流域?yàn)檠芯繀^(qū),基于SWAT分布式水文模型及SUFI-2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、氣象等數(shù)據(jù),結(jié)合GIS和RS技術(shù),對(duì)流域土地利用變化的徑流響應(yīng)進(jìn)行定量分析與研究。結(jié)果表明:影響模型模擬效果前3位的敏感參數(shù)分別為

2、ALPHA_BF、CN2、ESCO,得出率定期和驗(yàn)證期的模擬值與實(shí)測(cè)流量過(guò)程擬合程度較優(yōu),其R2和Nash-Sutcliffe效率系數(shù)ENS均高于0.90,相對(duì)誤差

3、Re

4、均小于3%;流域內(nèi)1990年與2000年土地利用均以林地、水稻田、草地為主,此3種類型約占流域總面積的85%;在相同氣象條件下,兩期土地利用情景下的月、年均徑流量變化趨勢(shì)較為一致,2000年土地利用情景下的年徑流量比1990年略大;相比1990年土地利用情景,2000年產(chǎn)水量增加最為顯著的區(qū)域主要為贛江流域東部、東南部和西南部,建筑用地、水澆地和裸巖面積的增加、林地面積的減少可能是引起產(chǎn)水量增加的主要因素。關(guān)鍵詞

5、:贛江流域;徑流模擬;SWAT模型;土地利用;SUFI-2算法中圖分類號(hào):F301.24;P333文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1000-3037(2014)10-1758-12DOI:10.11849/zrzyxb.2014.10.011土地利用/覆被變化(LUCC)對(duì)流域水文過(guò)程有著明顯的影響,引起水資源在時(shí)空格局上重新分配和以水為介質(zhì)的各種污染物輸移規(guī)律發(fā)生改變,并引發(fā)水土流失、土地[1-3]退化、水環(huán)境惡化等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,進(jìn)而制約人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在較長(zhǎng)時(shí)間尺度上,氣候變化是影響流域水文過(guò)程的主要因素之一,而在較短時(shí)段內(nèi),城市化進(jìn)程、產(chǎn)業(yè)格局變化與相關(guān)政策共同驅(qū)動(dòng)的

6、土地利用變化是導(dǎo)致流域水文過(guò)程變化[4-6]的主要原因。因此,流域土地利用變化的水文響應(yīng)研究有利于流域水資源合理開(kāi)發(fā)與管理,可為流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供有效的水資源服務(wù),它已成為當(dāng)前全球變化和[7-10]水科學(xué)研究的熱點(diǎn)、難點(diǎn),此類研究從早期的集總水文模型、試驗(yàn)流域法逐漸發(fā)展到當(dāng)前采用各種分布式水文模型模擬水文過(guò)程。其中美國(guó)農(nóng)業(yè)部下屬農(nóng)業(yè)研究中心開(kāi)發(fā)的SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)分布式水文模型基于GIS和RS平臺(tái)模擬復(fù)雜流域較長(zhǎng)時(shí)間尺度的水文、物質(zhì)循環(huán)變化過(guò)程,這為定量研究流域土地利用變化的水文效[11]應(yīng)提供了有效的技術(shù)支撐。贛江是鄱陽(yáng)湖流域

7、五大水系中最大的河流,其流域土地利用變化所引起的水量、水質(zhì)等變化對(duì)鄱陽(yáng)湖水資源有著重大影響。為此,本文基于GIS和RS平臺(tái)分析該流域土地利用變化過(guò)程,而后結(jié)合多源數(shù)據(jù)建立流域SWAT模型定量分收稿日期:2013-09-13;修訂日期:2014-02-17?;痦?xiàng)目:國(guó)家科技支撐項(xiàng)目(2013BAB05B01-3);國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(41271410)。第一作者簡(jiǎn)介:陳昌春(1963-),男,江蘇鹽城人,博士研究生,碩士生導(dǎo)師,主要從事水文模擬與水文氣候?qū)W研究。E-mail:changchunc@nuist.edu.cn*通信作者簡(jiǎn)介:王臘春(1963-),男,江蘇金壇人,教

8、授,博士生導(dǎo)師,主要從事水文水資源研究。E-mail:wang6312@263.net.cn10期陳昌春等:土地利用變化對(duì)贛江流域徑流的影響研究1759析不同時(shí)期土地利用條件下的徑流響應(yīng),以期通過(guò)本研究為贛江流域水資源合理開(kāi)發(fā)利用及生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。1研究區(qū)概況贛江是鄱陽(yáng)湖流域內(nèi)第一大水系,也是長(zhǎng)江下游最重要的支流之一,位于江西省中南部,先后流經(jīng)贛州、吉安、萍鄉(xiāng)、宜春等市(縣),全長(zhǎng)751km,流域總面積約為835002km,占整個(gè)鄱陽(yáng)湖流域面積的51%,年均徑流83量687×10m,約占鄱陽(yáng)湖區(qū)徑流量的50%,平均徑流深為849mm,主要支流有湘水、梅江、平江等。南昌外洲

9、水文站控制斷面以上贛2江流域面積為80948km,位于113°42′~116°38′E、24°30′~28°42′N之間,流域內(nèi)地貌格局多樣,主要以山地丘陵為主,低丘崗地為輔,由南向北海拔高度逐漸降低呈階梯狀分布(圖1),流域內(nèi)土地利用類型以林地、耕地為主,圖1贛江流域DEM主要土壤類型以典型強(qiáng)淋溶土、旱耕人為土為Fig.1DEMofGanjiangBasin主。贛江流域位于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,氣候溫和,春夏之交梅雨多,秋冬季節(jié)降雨少,多年平均氣溫約為17

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