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由于流域内地势地形等自然因素和人类活动的影响,水土流失成为该流域的主要生态问题。经过模拟水文过程,预测流域的水文物理过程,分析气候变化和土地利用变化对径流量与泥沙量的影响程度。通过对产流产沙的研究,有利于流域水资源的合理开发与管理,有利于保障三峡水利枢纽工程的安全乃至整个长江流域的生态安全,实现水土资源的可持续利用具有重大的应用价值。 本文选取重庆市龙溪河流域为研究对象,分析适合该流域水文模型,最终选取了SWAT模型。使用模型中基础的两个模块,包括水文子模块和土壤侵蚀子模块。在模型中加载了龙溪河流域范围内数字高程地图(DEM),基于这一空间数据可以生成河网,划分子流域,手动添加水库点,最终计算出子流域参数。然后SWAT模型对该流域的土地利用、土壤空间数据以及坡度分别进行重分类,重分类之后继续对其进行叠加分析。依据叠加分析结果进行水文响应单元的划分,将流域划分为342个水文响应单元。气象数据对径流量、泥沙量的影响较大,将流域内的气象数据加载到SWAT模型中。依据输入的数据对流域内径流量以及泥沙量进行模拟。 根据模拟的结果,还需要对参数进行调整,本文使用SWATCUP软件对模拟的径流量和泥沙量进行校准与验证。使用了三个评价指标,对模拟结果做了适用性评价。从径流量校准与验证结果看,2003年-2008年月均径流量校准期模拟值与实测值Nash-Suttcliffe是0.64,相关系数达到0.71。2009年-2014年月均径流量验证期模拟值与实测值Nash-Suttcliffe是0.74,相关系数达到0.79。2003年-2008年月均泥沙量校准期模拟值与实测值Nash-Suttcliffe是0.75,相关系数达到0.83。2009年-2014年月均泥沙量验证期模拟值与实测值Nash-Suttcliffe是0.71,相关系数达到0.83。从评价指标结果看,该模型适用于龙溪河流域的研究。 气候变化和土地利用变化是客观存在,文中设置25种气象变化情景,在这25种情境下对流域内径流量与泥沙量进行模拟,分析得出降水量对径流量、泥沙量的影响是正相关并且较为敏感,而气温对径流量与泥沙量的影响较小,并且气温会产生负影响。 土地利用变化对径流量和泥沙量的影响是水文模拟的又一重要内容。近年来,由于水土流失严重,重庆市也实行了退耕还林还草的规划。从时间变化上分析,依据土地利用空间数据,包括2000年、2005年、2010年土地利用空间数据,对流域内径流量和泥沙量进行模拟,模拟的结果表明土地利用中,耕地较多时,径流量和泥沙量较大。耕地减少林地增加时,径流量减少、泥沙量减少。说明退耕还林的土地利用规划有利于涵养水源、水土保持、保护生态。从空间变化上,基于2005年土地利用空间数据,按不同坡度退耕还林还草的计划,设置了三种土地利用情况。根据三种土地利用情况对流域内的水文数据进行模拟,最后得出模拟结果。不同坡度还林还草后,对径流量和泥沙量的影响程度不同。为未来退耕还林还草政策的具体实施提供科学依据。