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黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用变化对水土流失的影响研究

张由松  
【摘要】:本文以黄土高原丘陵沟壑区第Ⅲ副区的典型小流域——罗玉沟流域为研究对象,利用SWAT模型和WetSpa Extension模型对罗玉沟流域的水沙情况进行模拟,对比分析了两个模型在研究区的适用性。结合罗玉沟流域的降雨侵蚀力空间分布、土壤侵蚀强度分布以及各土地利用类型的坡度分布情况,对流域土地利用格局进行调整,以期获得水沙响应较优的土地利用格局,希望可以为该区的水土流失治理和土地利用调整提供一定的理论依据。通过分析,得到如下结论: (1)本文从模型的输入数据、模型参数和模型模拟结果等方面对SWAT和WetSpa Extension两个模型进行了比较。两个模型在罗玉沟流域均具有较好的适用性,NaSh-Suttciiffe系数Ens、相对误差Re和相关系数R2均达到模型应用的最低要求,但需要经过大量试验获得当地的土壤、土地利用和气象属性数据库。在运用两个模型的过程中发现它们各有专长,前者对长时段的水文、土壤侵蚀、营养物质运移和面源污染的模拟较为适合;后者比较适合用于短时间步长的洪水过程模拟。 (2)随着近来年罗玉沟流域加大整治力度,流域的水土流失已经得到了缓解,但是流域的土地利用格局仍存在着不合理的地方,通过对流域实际情况的分析,以GIS平台为基础,结合流域的降雨侵蚀力空间分布、土壤侵蚀强度分布以及各土地利用类型的坡度分布情况,依据相关的原则对流域土地利用格局进行了调整。具体内容为:优先保障流域梯田数量,将流域内坡度大于25。的坡耕地和梯田调整为林地;坡度大于8。的坡耕地调整为梯田;流域内坡度大于25。的果园调整为林地;水土流失较严重的区域大于8。的区域调整为林地,小于8。的调整为梯田。 (3)以2001年的土地利用为基础进行调整优化,将其作为SWAT模型土地利用的输入数据,进行情景模拟,模拟流域出口观测站的径流和产沙情况,对比分析了现状土地利用格局和调整优化后的上地利用格局之间的差异,调整优化后的土利用格局能够有效的减少水土流失,其流域出口径流减少了17.6%,流域出口产沙减小了17.7%。


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