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藉河流域多源降水输入和不同下垫面条件对径流侵蚀模拟的影响

王宁  
【摘要】:遥感降水产品和再分析降水资料的广泛应用有效地推动了降水资料匮乏地区的水文气象研究。但是,由于降水产品存在区域异质性,在应用降水产品之前,评估其适用性是十分必要的。此外,流域径流是水土流失的主要能量驱动因素。虽然流域径流量被广泛应用到探讨径流侵蚀空间格局特性中,但仍无法避免局限性的存在,从径流侵蚀能力的角度能更充分反映径流侵蚀强弱的空间分布规律。本文以藉河流域为研究区,首次在该地区系统评估了遥感降水产品TRMM和CDR以及再分析降水资料CMADS和CFSR对径流模拟的影响,并结合空间梯度分析和地理加权回归模型(GWR)探讨了不同下垫面条件与径流侵蚀能力的空间变异关系。主要的研究结论如下:(1)1976-2015年间藉河流域降雨趋势较平稳,年径流量和年输沙量趋势显著减少。降雨在春夏两季(5-9月)集中,其中于7月达到顶峰;径流量在7-10月较其他月份明显偏高,月均径流量于9月份达到顶峰,输沙率于7、8月显著增加。(2)遥感降水产品的数据质量高于再分析降水资料。CFSR和CDR存在高估现象;CDR在旱季(12月至次年4月)表现最好。TRMM和CMADS存在低估现象;TRMM在雨季(5月至11月)表现最好。经过偏差校正后,TRMM的数据质量得以显著优化。(3)径流模拟结果表明CFSR驱动的径流模拟质量最差,实地观测数据(OBS)的最优,其次为TRMM;TRMM、CDR和CMADS对洪峰流量模拟存在严重低估的现象,偏差纠正使得TRMM的径流模拟质量显著优化,对洪峰流量的模拟更为精确。(4)藉河流域径流侵蚀能力的空间分布具有“北强南弱,西强东弱,局部显著”的特点;在流域上游地区,地形因素对径流侵蚀起主导作用,海拔越高和坡度越大的地方,径流侵蚀能力亦越强;在中游地区,植被覆盖度较低以及以耕地为主的地区表现出较强的径流侵蚀能力;在下游地区,因下垫面条件较好,径流侵蚀能力较弱;与地形和植被因子相比,土壤因子对径流侵蚀的影响较弱。


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