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《西北农林科技大学》 2008年
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区域水土流失模型敏感性分析

汪翠英  
【摘要】: 区域水土流失模型借鉴国内外土壤侵蚀模型和大尺度水文模型研究成果上,基于区域土壤侵蚀过程,在GIS、遥感以及计算机技术的支持下初步建立起来。区域水土流失模型在空间上以栅格为基本计算单元分析区域水土流失过程,在时间尺度上把月降水当作一次降雨事件并划分为若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能进行径流、泥沙物质汇集运算。同一模型在不同空间和时间分辨率下使用同样的参数可能会得出有较大差别的计算结果。本文选取延河流域,在不同栅格尺寸和不同时间步长下运行模型,根据模拟结果确定了适合模型运算的栅格尺寸和时间步长。参数是区域水土流失模型的重要组成部分,对于模型的模拟结果起到至关重要的作用,本文通过扰动分析方法分析参数敏感性,为模型的进一步完善提供了依据。本研究主要结论如下: (1)栅格尺寸的确定:通过在不同栅格尺寸下运行模型,分析对模型模拟结果的影响。研究结果表明:随着栅格尺寸变小,坡度随之变缓,微地形填洼、径流速度、携沙能力减小,导致输沙量也减小,与坡度减小的趋势一致。较大栅格尺寸400m模拟出的输沙量比栅格尺寸50m模拟出的输沙量减少了10%左右。模型运行时间受栅格尺寸的影响比较大,栅格尺寸400m时模型运行一次所需时间占50m运行模型一次所需时间的很小比率,减小幅度为90%左右,在栅格尺寸100m处模型模拟值有一明显的变化。通过本文研究分析,初步确定最佳栅格尺寸为100m。 (2)时间步长的确定:采用1995年7月的降雨数据,把月总降雨历时800分钟以时间步长800min、400min、200min、150min、100min、80min、70min、60min、50min划分不同时段,然后分别运行模型,分析不同时间步长对模型模拟结果的影响。研究结果表明:随着时间步长从800 min减小到50 min,单元格径流深、剥蚀量、输沙量、径流量都减小,模型运行时间增大,且模拟结果在时间步长200 min处有明显的改变。所以,考虑模型运行效率和模型模拟结果,适合模型运行的时间步长为200分钟。 (3)参数敏感性分析:采用扰动分析法,对降雨量、叶面积指数、土壤抗冲系数和土壤稳渗速率四个输入参数进行了敏感性分析。结果表明降雨量对输沙量和径流量是最敏感的,且为正相关;土壤抗冲系数对输沙量的影响小于降雨量;土壤稳渗速率对径流量的影响较小,对输沙量几乎无影响;叶面积指数对模拟输沙量和径流量影响很微弱。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S157

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