基于SWAT模型的气候变化条件下诺敏河流域径流变化研究

[目的]了解气候变化条件下诺敏河流域径流变化特征,为诺敏河流域水文水资源综合规划提供科学支撑。[方法]通过SDSM统计降尺度模型和大气环流模式,生成未来不同情景模式下的气温和降水数据,运用SWAT模型模拟计算得到了不同气候情景模式下的径流数据。[结果]从趋势上看:3种情景模式下径流都保持增长趋势,RCP2.6模式下增幅最少,RCP4.5模式其次,RCP8.5模式下径流量增幅最大。从突变上看:RCP2.6模式下,径流在未来依旧不会存在突变点;RCP4.5模式下,径流在未来存在很大可能形成突变;而在RCP8.5模式下,年径流将在2067年附近发生突变,突变后的径流量表现为显著的增长。从周期上看:RCP2.6模式下,径流变化周期主要由56 a的主周期控制;RCP4.5模式下,年径流变化周期主要由56 a和44 a的控制;RCP8.5模式下周期特征和RCP4.5模式相似,相比之下,56 a时间尺度下能量密度更为密集,该周期的控制效果得到进一步增强。[结论]不同气候情景模式下诺敏河流域径流差异较大,未来制定水文水资源综合规划应考虑不同气候条件的影响。

诺敏河流域土地利用与覆被变化及其对水文过程的影响

流域土地利用/覆被变化及其水文效应是当前全球变化研究的重要内容。为正确认识大兴安岭森林采伐对水文过程的影响,以诺敏河流域为例,在遥感和地理信息系统技术支持下,结合地形图和卫星遥感影像数据,获取1954—2005年诺敏河流域5期土地利用/覆被数据,在GIS空间分析模块下分析诺敏河流域土地利用/覆被变化过程,并探讨土地利用/覆被变化对水文过程的影响。结果表明,近50a诺敏河流域土地利用方式发生了明显变化,林地和草地分别减少1 940.1km2和748.99km2,与林草地的大面积减少相对应,耕地面积增加2 741.7km2。自1998年实施大兴安岭天然林保护工程以后,林地采伐和耕地开垦速率明显降低;土地利用/覆被变化影响年径流量,林地大规模减少、耕地明显增加的后期土地利用较前期径流量有所增加,且随着降雨的增多,土地利用变化对径流的影响效应随之增强。同一降雨条件下土地利用/覆被变化对径流的影响在生长季具有明显差异。

基于SWAT模型的诺敏河流域径流对土地利用/覆被变化的响应模拟研究

土地利用/覆被变化直接反映了人类活动的影响程度,对于流域水文循环过程影响显著。本文以诺敏河流域为研究区,基于1976和2000年两期土地利用数据,结合SWAT模型定量评价了径流对土地利用/覆被变化的响应。研究结果表明:SWAT模型可以较好地模拟诺敏河流域的月径流变化过程,在研究区具有一定的适用性;相对于1976年的土地利用条件,2000年土地利用变化主要表现为林地和草地面积减小,耕地面积增加。1976-2000年间诺敏河流域土地利用变化导致年均地表径流增加了17.78%,且空间差异显著,尤其是下游的莫力达瓦达斡尔族自治旗和阿荣旗等地地表径流增加趋势更为明显,增加幅度超过20 mm。模拟研究对于诺敏河流域合理规划土地利用格局具有重要意义。

诺敏河流域植被覆盖时空演变及其与径流的关系研究

基于GIMMS/NDVI数据对诺敏河流域1982-2006年间植被覆盖的时空演变特征进行了研究,并结合SCS模型模拟地表径流,在流域和像元尺度分析植被NDVI变化与径流的关系。研究表明:诺敏河流域植被NDVI值较高,但25a间整体呈下降趋势,NDVI减少的区域占总面积的82.5%,植被覆盖有所降低;NDVI空间差异明显,NDVI的高值区主要分布在中上游林区,而耕地分布较多的下游地区NDVI值相对较低。流域尺度上植被NDVI与径流不具有明显的相关性。但从像元尺度来看,植被NDVI和径流的正相关和负相关共存,流域不同空间位置的植被变化与径流的关系并不一致。