分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2025-07-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 水资源是维持生态系统平衡，保障人类生活和经济发展的基础，模拟干旱半干旱区生态系统水文过程能够促进当地水资源的有效利用。本文分析分布式水文-植被-土壤模型（DHSVM)和土壤与水评估工具（SWAT)两种模型在半干旱区不同类型流域的适用性。（1） 对两种模型参数进行敏感性分析与参数率定。（2） 采用两种模型分别模拟了2011—2012年和2017—2019年生长季北方农牧交错带东段西拉木伦河上游和老哈河上游流域的月径流量，其中，西拉木伦河上游流域以草地为主，老哈河上游流域以林地和农田为主。结果表明：DHSVM模型在西拉木伦河上游水文过程模拟中有7个主要敏感参数，在老哈河上游流域中有6个主要敏感参数。SWAT模型分别选取11个和12个敏感参数。通过敏感参数率定，在西拉木伦河上游流域，DHSVM模型在率定期Nash系数为0.70，验证期Nash系数为0.11；SWAT模型Nash系数分别为0.43和0.04。在老哈河上游流域，DHSVM模型在率定期和验证期Nash系数分别为0.56和0.70；SWAT模型分别为0.86和0.54。两种模型在北方农牧交错带西拉木伦河和老哈河上游流域的水文过程模拟中都具有较好的适用性。DHSVM模型对总体径流量的模拟更准确，SWAT模型对月径流量峰值的模拟更准确。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-12-16
摘要： 基于泾河流域1980—2020年气象站点实测数据、水文站点实测径流数据及CMIP6未来气候模式，通过Delta降尺度的方法处理CMIP6气候数据，耦合SWAT（Soil and Water Assessment Tool）水文模型，探究流域内气候变化下蓝绿水的变化特征。结果表明：在SSP1-2.6路径下，研究区的蓝绿水量均呈现不显著上升趋势，在SSP3-7.0路径下，研究区蓝水量为不显著下降趋势，绿水量为显著上升趋势；在SSP5-8.5路径下，蓝水量为不显著下降趋势，绿水量为不显著上升趋势。3种路径下的多年平均蓝水量均较历史时期有所减小，多年平均蓝水量分别为128.8 mm、117.2 mm、126 mm，多年平均绿水量都有所增加，绿水量分别为372.7 mm、369.3 mm、372.1 mm，并且绿水系数均大于历史时期。蓝绿水空间分布特征均为从西北向东南地区递增，各路径之间蓝绿水的空间分布特征基本完全相同。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2024-09-05 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 气象数据是水文过程研究的关键因素，但是因为流域地形复杂，上游没有足够实测数据的气象站点，流域水文过程研究在较大程度上受到了限制。以玛纳斯河流域为研究区，研究对象选取CMFD、ERA5-Land和CFSR 3种再分析数据，构建基于物理过程的SWAT模型和基于数据驱动的AdaBoost 模型，验证不同数据集在2种类型水文模型中径流模拟的适用性，选用纳什效率系数（NSE）和决定系数（R2）进行定量分析。结果表明:（1）数据集在AdaBoost 模型中的表现要好于SWAT模型，各数据集和气象站NSE与R2均有所提升，AdaBoost模型由于对输入数据的限制更少其更适用于资料缺乏地区。（2）验证期ERA5-Land 在2 种模型中拟合效果均为最好（ERA5-Land+SWAT：NSE=0.83，R2=0.85；ERA5-Land+AdaBoost：NSE=0.87，R2=0.87），再分析数据集ERA5-Land可为西北实测气象资料不足的干旱区径流模拟提供参考。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 冰川径流是西北干旱区径流的主要组成部分，研究未来气候变化对冰川径流的影响对西北干旱区径流至关重要。以博尔塔拉河上游源流区为研究区，构建嵌入冰川模块的SWAT模型，模拟温泉水文站19722018年月径流过程，并在此基础上研究了气候变化情景下（RCP4.5和RCP8.5）未来（20202050年）气候变化对冰川径流的影响。结果表明：SWAT模型能够很好地模拟源流区径流变化过程，在整个模拟期间，径流数据的纳什系数（NSE）为0.82，偏差百分比（PBIAS）为-3.22%，均方根误差与实测值标准差的比值（RSR）为0.42，决定性系数（R2）为0.84，模型性能评定为优。根据CMIP5气候模式2种情景的模拟结果，2种情景模拟未来总径流都呈现出增加趋势，分别将以0.31108 m3（10a）-1和0.40108 m3（10a）-1的速度继续增加，冰川径流占比较历史时期的27.61%分别提升了4.84%和9.38%。冰川径流增加是径流量增加的主要原因。通过相关性分析发现，随着气温的升高，冰川消融时间提前，冰川消融加速，冰川积累时间减少，导致冰川面积进一步的缩减。研究结果可为博河地区水文资料历史变化、未来演变趋势和预防气候变化带来的潜在风险提供依据。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 水资源短缺已成为人类社会主要的资源环境问题，气候和土地利用变化使得水文要素的演变呈现出复杂 性与不确定性，探讨变化情景下水文要素空间分布特征对区域经济社会可持续发展具有重要的理论和现实意义。 基于19602019年大通河源区气象水文数据，通过模型模拟及情景分割方法定量分析了气候和土地利用变化情景 下水文要素空间分布特征。结果表明：（1）SWAT模型经过校准与验证后，模型决定系数、纳什系数和百分比偏差 （PBIAS）均达到模型要求，其在率定期内分别为0.81%、0.79%和-0.8%，在验证期内分别为0.81%、0.75%和15.8%， 表明模型在大通河源区具有较好的适用性。（2）大通河源区各水文要素空间异质性明显，不能用单一的水文要素代 表整体的空间分布情况；降水、潜在蒸散发与土壤含水量随海拔的升高而降低，地表径流与产水量随海拔的升高而 增加。（3）3种情景下各水文要素的空间分布大体一致，产水量的空间分布受土地利用变化情景的影响比较大。气 候变化情景使得实际蒸散发和土壤含水量呈现下降趋势，地表径流和产水量呈现增加趋势，土地利用变化情景下 各水文要素的变化与之相反。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 内蒙古乌拉盖河流域是典型的干旱半干旱牧区草原内陆河流域，生态系统极为脆弱，气候变暖和人类活 动能直接影响水文变化。本研究采用改进的SWAT水文模型、M-K趋势检验、降水-径流量双累积曲线以及情景分 析等方法，系统分析了19812020年乌拉盖河流域径流时空变化特征，并量化流域不同时期、不同河段气候变化和 人类活动对径流影响的差异。结果表明：SWAT模型在乌拉盖河流域的适用性良好，率定期及验证期的NSE及R2均 在0.62以上，PBLAS小于18.8%。近40 a在流域呈暖干化趋势下，径流量在上、中、下游均呈显著减少趋势，且在 2000年发生突变。气候变化和过度放牧、盲目开垦以及水利水库建设等人类活动对流域径流变化的贡献率分别为 95.84%和4.16%。人类活动对流域不同河段的贡献率也有差异，由上游到下游的贡献率分别为1.69%、4.36%和 5.03%。且在不同时间段内的贡献率也有较大的差异，由1980年的88.26%减少到2020年的25.47%，不同时间段内 不同人类活动方式导致径流变化趋势及幅度也有差异。研究结果能为牧区草原内陆河流域水资源的可持续利用 及合理调度提供参考依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-10-10 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 以叶尔羌河流域上游河源区为研究区，构建嵌入了冰川模块的 SWAT 分布式水文模型，对 卡群水文站 1968—2017 年逐月径流进行模拟，评价该模型在研究区内的适用性，基于模拟结果分 析研究区冰川径流年际变化与年内分布情况，并定量核算气候和下垫面变化对径流变化的贡献 率。结果表明：该模型在研究区径流模拟中具有良好的适用性，校准期（1968—1992 年）与验证期（1993—2017 年）的决定系数（R2）分别为 0.77 和 0.86，纳什系数（NSE）分别为 0.76 和 0.85，均方根误 差与实测值标准差的比值（RSR）分别为 0.49 和 0.38，偏差百分比（PBIAS）分别为-7.4%和 0.6%。经 模拟，研究区近 50 a 冰川径流量总体呈增加趋势，且其占总径流量的比重约为 51.1%；年内冰川产 流主要发生在 6—9 月，占全年冰川径流量的 90.0%以上。气候和下垫面变化分别使月径流量增加 6.62 m3·s-1 和 0.41 m3·s-1，其中气候变化的贡献率为 94.2%，即气候变化对研究区径流的影响占主导 地位。研究成果可为理解研究区的历史径流变化成因及预测未来径流的演变趋势提供科学依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-06-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以开都河流域为例，以SWAT（Soil and Water Assessment Tool）分布式水文模型和标准化降水蒸散指数（SPEI）为基础，对干旱变化特征进行识别。利用贝叶斯动态线性方程（BDL）模型研究南方涛动（SOI）等气候驱动因子对区域季节性干旱的影响。结果表明：1965—2016年开都河流域的干旱主要集中于冬、春季；在不同季节，流域干旱的变化趋势也有所不同，但趋势并不明显，仅在秋冬季可以检测出显著下降的趋势；不同季节的SPEI指数变化受降水、潜在蒸散发等气候因素的响应较快，多在0值上下波动，导致其变化周期较短，多集中在2~4 a；气候指数对流域干湿变化的影响随着时间的推移而转变，对不同季节的影响也有所不同。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2020-06-12 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于遥感与GIS技术的研究进展，采集洮河流域高程数据、土地利用类型、土壤类型特性、气象数据等，在SWAT模型中模拟与面源污染有关的降水、地表径流、壤中流、下渗和蒸散发等水文过程，计算侵蚀量、总氮和总磷等面源污染负荷，研究洮河流域面源污染特征。研究表明：洮河流域多年平均侵蚀量为0.70×108 t，多年平均总氮面源污染负荷为244.11 t，洮河流域多年平均总磷面源污染负荷为27.91 t，洮河流域1967—2017年多年平均侵蚀量、总氮面源污染、总磷面源污染负荷总体呈不明显的波动减少趋势，同时提出了改变土地利用方式、设置植被过滤带、坡改梯等面源污染防治对策及建议。
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