SWAT模型在三峡库区典型小流域的适应性研究

文章以三峡库区典型小流域——陈家沟小流域为研究对象,在建立SWAT模型基础数据库的基础上,利用实测数据对模型进行了参数敏感性分析、率定和验证。结果表明:SWAT模型在陈家沟小流域对径流、泥沙、总氮、总磷的模拟均满足模拟效果要求,具有良好的适应性。SWAT模型在三峡库区典型小流域可应用到径流量分析、非点源污染负荷估算、关键源区识别等领域。     

SWAT模型中气象数据库和土壤数据库的构建方法

以淅川县丹江口库区黄水河小流域为例,探讨了数据缺乏情况下分布式水文模型(SWAT)中气象和土壤数据库的构建技术.运用SWAT模型中的“天气发生器”模拟日太阳辐射量,用PcpSTAT和Dew02分别实现降雨量相关因子和露点温度计算;采用3次样条插值法实现土壤粒径的转换,用SPAW软件结合有机质含量数据计算得到模型需要的土...     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟

利用SWAT(soil and water assessment tool)模型,在GIS技术支持下,通过构建模型所需的空间数据库和属性数据库,以黑龙江蚂蚁河流域为研究区域进行流域非点源污染的模拟研究.分别在时间和空间尺度上对研究区域非点源污染负荷分布进行分析,识别出非点源污染严重的区域及其影响因素.结果表明:在时间尺度上,非点源污染物负荷与降雨量和径流量有较强的相关关系;在空间尺度上,流域西南部地区非点源污染较为严重;不同土地利用类型的非点源污染负荷不同,耕地的非点源污染单位面积负荷最高,疏林地次之,林地等其他土地利用类型的单位面积负荷较小.     

贵州省文物空间数据库建设研究

当前贵州文物研究与保护主要采用纸质档案和属性数据库的管理方法,而面对日益积累的文物资料,传统方法和技术很难在空间格局和演化过程方面进行分析研究。鉴于此,以贵州省为例,基于空间数据模型和属性数据模型相结合的方式构建贵州省文物空间数据库,通过设计文物Geodatabase数据模型,数据利用关系数据库管理系统Oracle和中间件Arc SDE建立了属性数据库和图形数据库,用关键字将两者关联成统一的贵州省文物空间数据库,并通过Arc GIS Server发布数据,实现贵州省文物数据的有效管理与共享,以促进贵州省文物信息宣传和研究滞后的现状。     

汉丹江流域水土流失特点及分布规律——以丹凤县陈家沟小流域为例

目的 为汉丹江典型小流域水土流失综合治理提供理论依据.方法 在对历史资料及数据分析的基础上,以南水北调中线水源区汉丹江流域丹凤县陈家沟小流域为典型案例进行分析.结果 陈家沟小流域水土流失以水力侵蚀为主,多发生在坡耕地和疏幼林区,水土流失随季节的变化呈现夏秋多、冬春少的时间变化规律,随着海拔高度的变化呈现垂向空间变化规律.结论 应采取以生态修复措施、工程措施和封育措施为主的水土流失治理措施.     

GIS支持下的黄土高原沟壑区典型小流域土壤侵蚀量估算——以董庄沟小流域为例

【摘要】应用地面观测和实测化验结果,确定了定量计算土壤侵蚀方程因子指标的方法,依据实地调查资料,建立了黄土高原沟壑区典型小流域地理数据库;利用ARCGIS的栅格数据空间分析功能,根据土壤侵蚀模型对数据库进行运算,对董庄沟小流域2013年土壤侵蚀量进行了估算。     

基于SWAT模型的锦绣川流域土地利用和覆被变化的水文响应分析

为了解决济南锦绣川流域土地利用变化显著的问题,保护济南泉水的重要补给区,研究流域土地利用和覆被变化的水文响应,构建建立SWAT模型所需的流域的土地利用数据库、土壤数据库以及2006—2012年的水文气象数据库,利用SWAT模型模拟流域径流过程并率定模型参数;通过遥感影像分析1988、1996、2002、2009、2014年夏季的系列土地利用和覆被变化,利用率定后的模型模拟降水条件相同而下垫面条件不同时的流域径流过程,定性评价流域土地利用和覆被变化的水文响应,并分析其影响因素。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟研究区的径流过程,具有较强的适用性;土地利用变化会引起流域年径流总量与年内流量过程的变化,1988—2002年及2002—2014年流域地表径流分别增加了0.92%、0.66%;水体、道路、居民点用地面积大幅增加与草地面积减少是流域径流变化的主要原因。     

GIS路面管理系统的研究与实现

从数据库构建、属性数据库和空间数据库、路面使用性能评价模型等方面比较详细地介绍了路面管理系统。该系统通过引入地理信息系统,实现空间数据和属性数据的共享,建立路面使用性能的评价模型,为各级养护管理部门提供及时、准确的决策辅助信息,初步实现路面管理系统的可视化管理。     

水土保持综合治理效益分析与评价——以丹凤县陈家沟小流域为例

目的 分析小流域的水土保持综合治理费用与效益,为小流域水土保持项目国民经济可行性评价提供借鉴.方法 以丹凤县陈家沟小流域为例,分析实施水土保持措施的综合治理费用以及所带来的经济、生态和社会效益.结果 在陈家沟小流域实施水土保持措施得到的经济效益为3717.55万元,生态效益为13190.13万元,社会效益显著.结论 小流域治理的国民经济评价表明,项目综合效益巨大,切实可行.应将生态效益纳入水土保持综合治理项目国民经济评价中.     

长江源区SWAT水文模型数据库构建及模型的率定与验证

建立长江源区SWAT水文模型数据库,预测长江源区长时间尺度的水量输出过程、趋势和规律,为研究长江源区水文循环过程对气候变化的响应奠定基础.通过收集与分析长江源区DEM(数字高程数据)影像图、水文、气候等数据,构建长江源区SWAT水文模型数据库,通过长江源区月均径流量、降水量、气温、蒸散发量等数据资料,对建成的模型进行参数率定和模型验证.结果表明,长江源区在1961—1966年和2006年以后的两个阶段内径流量增加;在1967—2005年径流量的变化趋势呈现波动下降.用建立好的SWAT水文模型在长江源区进行模拟,率定期的决定系数为0.84,模拟径流量与实测径流量误差为5.27%.验证期的决定系数为0.89,误差为3.34%.在率定期和验证期内,模拟数值符合度较高,该模型在长江源区较为适用.但春汛期(3—5月)的模拟径流量存在一定误差.SWAT水文模型在长江源区的实际运用可以进一步改进.     

基于SWAT模型的古浪河流域径流模拟

在采用RS、GIS技术建立的土地利用数据库、土壤数据库和气象数据库的基础上,构建了基于SWAT模型的石羊河典型流域——古浪河流域分布式水文模型.以2000—2003年作为率定期,2004—2005年作为验证期,对模型进行了参数率定和验证.其中,率定期模型的效率系数和水量平衡系数分别为0.62和1.26,验证期分别为0.75和1.00.结果表明,SWAT模型适用于该流域.在此基础上对古浪河流域降水和径流的时空分布进行了分析,表明人类活动对地表径流的影响较大.     

非点源污染模拟的空间分割优化

以水土评价模型SWAT在芦溪小流域的应用为例,讨论不同支持数据下模型计算结果与空间分割响应关系。结果表明,空间分割的持续细化并不能够持续地改善计算结果。利用地统计学工具对不同支持数据下研究区域的空间变异进行定量评价,并与SWAT模型输出空间分割的响应曲线对照,可以得出:研究区域的空间自相关尺度是确定合理的空间分割程度的一个关键依据。合理的子流域面积特征尺度A应当在空间自相关尺度L的1/2～1/3之间。     

土壤水分空间分布研究——以斜峪河流域为例

利用经典统计学指标对斜峪河小流域土壤水分的整体特征进行分析,小流域土壤水分含量总体变化为7.81%~38.44%;从剖面分布看,上中下游0~80 cm各层平均土壤水分变化为13.91%~22.29%,上游土壤水分含量均大于中下游.利用半方差函数分析方法,研究了小流域土壤剖面水分空间分布特征,结果显示,上中下游0~80 cm土层平均土壤水分半变异函数最优模型分别为高斯模型、高斯模型、指数模型,各区段土壤剖面水分均表现为强烈空间自相关.     

土地利用变化对淮河上游小流域设计洪水的影响研究

为了研究土地利用变化对设计洪水的影响,采用同频率放大的方法计算设计暴雨,并构建潢川流域的SWAT模型,从而推求出设计洪水。根据计算结果,分析了土地利用方式的改变对淮河上游小流域设计洪水的影响,通过对设计洪峰、洪量及洪水过程的分析表明:流域土地利用变化前后,相同频率下的设计洪量减小,且频率越大,减小越多;不同频率下的设计洪峰均有减小趋势,且频率越大,减小越多。对上述设计洪水变化特征进行分析,设计洪水变化规律明显,表明土地利用变化对流域设计洪水有显著影响。     

基于SWAT模型的缺资料流域径流模拟研究

为实现流域水功能区水质目标管理,需要知道河道各控制断面的径流情况,然而中小河流常因水文站点缺乏而难以满足要求,为此,本文以赣江袁河流域为例,利用袁河上游芦溪、茅洲两站的实测资料构建了分布式SWAT水文模型,以月径流模拟的相对误差、相关系数和Nash-Suttcliffe效率系数3个指标为标准,对模型的敏感参数进行率定和验证.然后,利用已建立的袁河流域分布式SWAT模型模拟分析了下游无资料地区的径流数据.结果表明:以流域内有资料的区域为基础构建分布式SWAT分布式水文模型推求中下游无资料地区径流过程的方法具有物理成因、能够充分考虑流域的水循环特征,是一种缺资料流域推求径流比较实用的方法.     

基于GIS的流域水文模型-SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型的动态研究

针对我国非点源污染模型应用研究的需要,本文系统地介绍了SWAT模型的原理及其数据准备与处理过程,对模型的空间参数化、研究流域的空间离散化以及结合GIS建立流域基础信息库管理和输入模型所需数据等工作进行了简要说明.最后对SWAT模型的应用情况和研究前景做了总结与展望.     

基于GIS和USLE的下庄小流域土壤侵蚀量预测研究

将地理信息系统Geographical Information System(GIS)与通用土壤流失方程Universal Soil Loss Equation(USLE)相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算.以福建省九龙江典型小流域下庄为研究区域,在桌面GIS软件MapInfo和ArcView的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS图形运算,实现了下庄小流域的土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀关键源区的标识,进一步利用GIS和USLE结合对小流域进行土壤侵蚀控制措施的模拟,为下庄小流域土地利用和水土保持提供科学依据.研究结果表明,下庄小流域的平均土壤侵蚀模数为2 541.66 t/km2.a,土壤侵蚀强度属中度,强度侵蚀以上区域占流域面积的11.17%.在模拟实施控制管理措施后,小流域土壤侵蚀模数降为1 570.89 t/km2.a,土壤侵蚀强度属轻度,强度侵蚀以上区域降为3.75%.     

基于DEM的流域灾害点密度研究

以重庆市巴南区安澜镇为研究范围,以大比例地形图数据为基础,以50 m×50 m网格尺寸为单位提取研究区数字高程模型(DEM),利用Arc GIS水文分析模块,通过DEM的洼地填充、模拟水流方向确定各网格单元汇流累积量,并依此设置合理阈值提取河网,根据水流方向数据得到安澜镇110个小流域;以安澜镇山洪的历史灾害统计数据为基础,以110个小流域为统计单元,通过空间的叠加分析、属性表的连接等确定各统计单元灾害点分布情况,利用空间统计分析工具得到安澜镇流域灾害点密度分布情况;结果表明:灾害点高危险密度为1.180-2.341(个/km2),面积为11.89 km2,占安澜镇总面积的9.73%,符合研究区实际情况,划分流域是相对合理。     

基于云模型的水闸泵站远程监测数据挖掘分析

为提高水闸泵站监测的预测预警能力,考虑到影响水闸泵站安全的多因素性和监测数据量庞大的特点,提出了一种将云模型与改进Apriori算法相结合的水闸泵站监测数据关联规则挖掘方法。首先建立监测数据属性空间,利用逆向云模型实现属性空间的软划分,将监测数据离散化。为避免传统Apriori多次扫描数据库时间长的缺点,采用二进制存储数据并通过"与运算"获取频繁项集;考虑到数据的动态增加,采用增量更新方法对规则进行更新。最后以某市水闸泵站的监测数据分析为例,验证了所提方法的有效性。     

南三油库可视化信息系统设计

为了在油库发生火灾等突发情况时向决策与具体实施者提供可视化信息,以南三油库为例,通过构建油库要素的空间和属性数据库,在ArcGIS平台下实现三维可视化。通过.NET平台对地物属性查询、漫游、三维场景输出、GIS计算分析等功能进行了二次开发,设计出平面与三维视图为一体的油库信息系统。