数字流域模型淤地坝模块改进及减水减沙效益评估

淤地坝具有重要的水土保持作用，但其减水减沙效益的科学评估仍存在困难.一方面，淤地坝减水减沙的物理机制仍难以刻画；另一方面，观测资料有限且难以获取.以概化淤地坝卧管及溢洪道等部分的泄流机制及整体水沙调控机制为基础，改进和检验了数字流域模型的淤地坝模块，应用改进后的模型模拟皇甫川流域水沙过程并评估淤地坝减水减沙效益.研究结果表明：不考虑淤地坝的情况下，模型对淤地坝数量较少的近似自然状态期(1979～1986年)适用性较好，而对淤地坝数量较多的受扰状态期(2007～2012年)适用性较差，水沙模拟值明显高于实测值.考虑淤地坝的物理机制后，与原模型相比，除个别年份外，改进后的模型对受扰状态期水沙过程的模拟精度具有明显的提高，其逐日流量NSE(Nash-Sutcliffe效率系数)从-51.085～0.450提高到0.134～0.802,逐日输沙率NSE从-56.740～0.390提高到0.066～0.857.使用改进后的模型计算得受扰状态期淤地坝平均拦水量为0.142×10⁸m³,减水效益为40.9%;平均拦沙量为0.050×10⁸