基于Arc SWAT模型的龙溪河流域径流模拟研究

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人类活动与气候变化在逐渐加剧,导致流域水文循环过程了巨大的变化,使得河流水量减少,水土流失严重,水生态恶化,为研究人类活动对流域的影响,本文选取重庆市管河流龙溪河所在流域为研究区,在运用流域内实测气象数据、降雨数据、土壤类型、土地利用等数据的基础上,综合流域水库、供、用水数据,综合各种人类活动对产流汇流的影响,通过构建SWAT分布式水文模型来分析研究该流域的径流过程并进行验证,随后根据龙溪河水利工程建设情况,以SWAT模拟结果作为验证标准,建立龙溪河流域生态调度模型。主要结论有以下几点。建立龙溪河流域SWAT模型,经参数率定后,经过校准后,可以看出月径流模拟校准期的Nash-Suttcliffe为0.76,相对误差为-2.9%。月径流模拟验证期的Nash-Suttcliffe为0.70,相对误差为8.5%。通过径流量模拟结果可以看出SWAT模型对流域的模拟较为准确,说明模型适用于长时间尺度模拟该流域。为了分析和比较龙溪河生态调度效果,需要对流域内水库群的调度进行复核,本文利用SWAT模拟结果,将模型计算结果与六剑滩水文站实测径流进行对比,确定性系数为0.77。本研究调度模型计算结果,平滩入库流量与六剑滩实测径流进行对比,确定性系数达到0.85。说明具有非常理想的效果。龙溪河生态需水的计算过程中不考虑下游河道的纳污能力,在此设置了 3种生态需水方案。对不同方案进行计算,并对比调度结果,可发现,由于发电流量可以作为生态流量,随着生态需水量的增加,为了满足生态用水需求,模型以增加发电量的方式,加大下泄流量来达到目的。因此计算结果表现为,随着生态流量的增加,发电量不断提高。为了满足生活工业和农业的用水,当水库跌至死水位,生态需水量得不到满足,且随着生态需水流量的增加,水库跌至死水位的次数增加,生态的缺水量也增加。生态流量与农业具有较强的竞争性,农业供水和生活工业供水随生态需水流量增加而不断降低。影响程度随水库大小呈反比关系,小水库由于调节能力差,增加生态流量后,水量恢复能力弱,后期农业和生活供水容易破坏。由于发电流量可以作为生态流量,随着生态需水量的增加,为了满足生态用水需求,模型以增加发电量的方式,加大下泄流量来达到目的。
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