渭河流域径流对土地利用变化的时空响应.pdf

第32卷第15期
农业工程学报
2322016年8月
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Aug,2016
渭河流域径流对土地利用变化的时空响应
黎云云,畅建霞1,王义民',金文婷,白夏2
(1.西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培训基地,西安710048;2.蚌埠学院机械与车辆工程系,蚌埠233030)
摘要;为定量分析湑河流域地利用变化对径流的时空影啊,该文基于滑河流域1985年,1995年和2005年3期土地利用
数据,分析了流域近20a的土地利用变化特征,结合SWAT( soll and water assessment tool)水文模型,设置5种土地利用变化
情景,研究了流域土地利用变化与年、季径流的响应关系。结果表明,SWAT模型在渭河流域有较好的适用性;耕地、林地
和草地为流域屯要土地利用类型,面积变化小于10%,但它们在空间上的位置发生了较大转移;流域近20a土地利用变化
对径流影响小于15%;极端土地利用情景下,产流量总体趋势为耕地>草地>林地。退耕还林对年、季径流的影响程度均为
千流大于支流,退耕还草对年径流(干流中游、下游、泾河)和季径流(冬季)的影响程度较大。该研究成果对于流域土地利
用格局的合理规划及极端水文事件的控制具有重要意义。
关键词:土地利用;径流;水文;模型;情景分析;渭河流域
doi:10.11975/f.issn.1002-6819.2016.15.032
中图分类号:1301.24:S161.6
文献标志码:A
文章编号:1002-68192016)-15-0232-07
黎云云,畅建霞,王义民,金文婷,自夏.渭河流域径流对土地利用变化的时空响应].农业工程学报,2016,32(15):
232-23.doi:10.11975/-is.,1002-6819.2016.15.032ht: rww. tcae.og
Li Yunyun, Chang Jianxia, Wang Yimin, Jin Wenting, Bai Xia. Spatiotemporal responses of runoff to land use change in Wei
River Basin]. Transactions of the Chinese Society ofa ricultural Engineering(Transactions of the CSAE), 2016, 32(15): 232
238.(inChinesewithEnglishabstract)doi:10.11975/jisn.1002-6819.2016.15032http:/www.tcsae.org
有效地反映流域内各地理及空间要素的水文响应。
0引言
SWAT( soil and water assessment tool是由美国农业部
土地利用变化作为流域下垫面变化的主要表现形式,(USDA)开发的分布式水文模型。该模型具有很强的物
是引起流城地表物理过程发生剧烈变化的重要诱因,它与理机制,能够基于遥感和地理空间等数据,模拟不同土
其他环境要素的综合作用直接或间接地影响着流域水文地利用类型及土地管理措施对流域水文和泥沙过程的影
循环过程习。20世纪以来,随着人口经济的剧增和快速响。该模型自开发以来,已被广泛应用于流域土地利用
发展,大面积的植树造林、农田开垦、围湖造田、城镇建设或覆被变化的水文响应研究,并取得了良好的效果
等政变了流域的士地利用或覆被现状,对流域水资源的转
渭河流域作为西北典型的干早、半于旱地区,同时也
化、形成和时空分布产生了剧烈影响,进而引发一系列诸被誉为陕西人民的“母亲河”。自20世纪90年代以后,随
如水土流失、极端水文事件频繁发生等一系列水生态环境着经济的快速发展,高强度的人类活动改变了流域的液被
问题,因此,积极开展土地利用变化的水文响应研究对状况和土地利用方式,致使河川径流显著减少,从而衍
流域水资源管理和极端水文事件的控制都具有非常重要生出一系列生态环境问题以及极端干旱事件的频繁发生,
的现实意义和科学价值
因此,分析渭河流域土地利用变化对径流的影响刻不容
国内外关于土地利用变化对流域水资源影响的研究缓,但相关研究才刚刚开始。
方法主要分为3类:试验法、统计分析法和水文模型模拟
鉴于此,本论文依据渭河流域1985年,1995年和
法。试验法和统计分析法都只能综合性地描述,很难分布2005年3期土地利用数据,在分析流域近20a的土地利
式地描述流域土地利用变化的空间水文响应;水文模型用变化特征的基础上,采用SWAT分布式水文模型模拟
依据物质和能量守恒定律,考虑地理要素的空间差异性,流域的生态水文循环过程,定量分析土地利用变化对径
能对白然界中复杂的水文循环过程进行有效地模拟。流的影响;结合渭河流域实际情况,设置不同土地利用
因此,通过构建流域水文模型,尤其是分布式水文模型,可变化情景,进一步研究流域径流在时空上对土地利用变
化的响应过程。研究成果对于渭河流域生态环境的改善
收稿日期:2015-11-29修订日期:2016-05-25
以及水文极端事件的控制都有着极其重要的作用,同时
基金项日:国家自然科学基金(51409210:5119149;51190093)和蚌埠学
院自然科学研究项月(20147R10)联合资助
也可为流域土地利用格局的规划和综合管理提供一定的
作者简介:黎云云,文,四川达州入,博土生,主要从事水资源系统程方参考。
陌研究。西安西安理工大学西北水资源与环境生态教育部重点实验
卒,710048。Emai:!liyunyunl990027163.com
1研究区概况
※通信作者:畅建酸,女,山西祁县人,博士,博上生导师,主要从事水资
派系统T科方面研究。西安西安理工大学西北水资源与环境生态教
渭河(?1)是黄河的第一大攴流,发源于甘肃省渭源
育部重点实验室、710048。Email:chiang@xaut.edu.cn
县鸟鼠山,自西向东流经甘肃、宁夏、陕西3省(自治区)
万方数