【摘 要】
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水资源问题和生态环境变化密不可分,人类活动带来的土地利用变化是导致生态环境问题产生的重要因素之一。本文就土地利用变化对云龙水库流域径流的影响展开研究,为当地的土地利用优化、防洪减灾、涵养水源提供指导性建议。首先选择合适的水文模型对研究区的径流进行模拟和验证,然后采用土地利用预测模型对研究区未来的土地变化进行了预测,将预测结果和水文模型结合,从年、月尺度和不同典型水文年对云龙水库流域未来的土地变化影
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水资源问题和生态环境变化密不可分,人类活动带来的土地利用变化是导致生态环境问题产生的重要因素之一。本文就土地利用变化对云龙水库流域径流的影响展开研究,为当地的土地利用优化、防洪减灾、涵养水源提供指导性建议。首先选择合适的水文模型对研究区的径流进行模拟和验证,然后采用土地利用预测模型对研究区未来的土地变化进行了预测,将预测结果和水文模型结合,从年、月尺度和不同典型水文年对云龙水库流域未来的土地变化影响下的径流进行了探索,主要结果如下:（1）构建了云龙水库流域的SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型和HSPF（Hydrologic Simulate Program-Fortran）模型。以相对误差Re、不确定性系数R~2和纳什系数Ens三个指标对径流模拟结果进行评价。SWAT模型在流域总出口（云龙站）的月径流在率定期（2010-2014）和验证期（2015-2018）的Re分别为0.13和0.12,R~2分别为0.8和0.82,Ens分别为0.75和0.88;HSPF模型云龙站的月径流在率定期（2010-2014）和验证期（2015-2018）的Re分别为-0.18和0.15,R~2分别为0.72和0.77,Ens分别为0.66和0.68。两个模型都适用于流域的径流模拟,但考虑到SWAT模型径流模拟精度略高于HSPF模型,最后选取SWAT模型研究未来土地利用变化下的径流。（2）在所有云龙水库流域的土地利用类型中,林地面积占比最大,耕地和草地次之,水域和城乡用地面积最小。2000-2020年间,各类土地利用类型相互转换,城乡用地面积变化最显著,增加了7.3倍。采用CA-Markov（Celluar Automata-Markov）模型对流域2030年的土地利用进行预测,结果显示:2020-2030年耕地和林地面积将减少3.5%、7.1%,草地和水域面积将增加7.5%、61.8%,城乡用地面积变为2020的3倍。变化结果表明:水域面积逐渐增加说明库区水文调节功能在增强,水源区保护效果明显,城乡用地面积大幅增加,应合理控制其他地类向城乡用地的转换。（3）不同LUCC使云龙水库流域的年径流量先减少后增加。2000-2010年草地和城乡利用面积增加使年径流减少了15%,2010-2020年土地面积变化较小,年径流量基本不变,2020-2030年,林地的减少和城乡用地面积增加使年径流量增加了11%。LUCC对典型水文年的年径流影响程度为:丰水年（29）平水年（29）枯水年。在月尺度上,除1?5月,月平均径流的变化和年平均径流变化趋势一致,LUCC对径流量值较大的月份增幅更大,增大了洪涝灾害的风险;LUCC对暴雨过程洪峰的增幅大于洪水总量的增幅,未来2020-2030年洪量和洪峰值的变化将逐渐增大。不同LUCC使各水文要素发生改变,2000-2010年草地和城乡用地面积增加使流域的实际蒸发和地下径流分别减少了0.24%和0.11%,使地表径流和产水量分别增加了0.16%和0.35%;2010-2020年流域的各水文要素基本不变,2020-2030年林地面积的减少和城乡用地面积的大幅增加使各水文要素增加,将加大流域的水土流失,应合理优化土地利用结构,提高林地占比,控制城乡用地的增长速度。
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