土地利用和气候变化对流溪河水库流域径流的影响

[目的]探究径流对土地利用与土地覆被变化(LUCC)和气候变化的响应,为华南地区流溪河水库流域未来水资源的合理利用开发及社会经济可持续发展提供依据。[方法]通过构建分布式生态水文模型CHESS和设置情景模式,定量分析了土地利用和气候变化对径流的影响,同时结合CA-Markov模型,对流域未来径流变化进行了预测。[结果]CHESS模型在流溪河水库流域径流模拟中有很好的适用性,率定期的纳什系数(NS)为0.82,R 2为0.91,验证期的NS为0.74,R 2为0.86;土地利用变化方面,耕地转化为林地或草地会导致年均径流量减少,林地或草地转化为耕地会导致年均径流量的增大,耕地、林地、草地对径流形成的贡献能力为耕地>草地>林地;气候变化方面,年均径流量与降水量成正比,与温度成反比;2000—2020年,流域年均径流量逐渐增大,气候变化促进了径流的形成,土地利用变化抑制了径流的形成,且气候变化的影响占主要地位;未来预估情景下,2030年、2050年流域内建筑用地面积会增大,林地、草地面积会减小,耕地、水体面积变化不大,且在2040—2050年,流域年均径流量呈现增大趋势。[结论]土地利用和气候变化分别抑制和促进了流溪河水库流域径流的产生,且气候变化的影响较大,未来流域年均径流量呈现增大趋势,应加强对洪涝灾害的预警。

Wetspa模型在流溪河水库入库洪水模拟中的应用

Wetspa模型是一个基于GIS技术的分布式物理水文模型。引进Wetspa模型,以广东省流溪河水库流域为例,利用流域的DEM、土地利用、土壤等数字化资料,以ArcView3.2为操作平台,经过模型预处理,建立了流溪河水库流域的Wetspa模型框架。从流域出口断面1980-2004年的流量资料中选取有代表性的大中小洪水20场,其中15场用来率定参数,另外5场用来验证模拟结果。研究结果表明,Wetspa模型适用于流溪河水库入库洪水的模拟。

大面积种植桉树人工林对流域径流影响的模拟研究

桉树因生长速度快、适应能力强、经济效益高等特点,广泛种植于我国南方湿润地区。大面积种植桉树人工林对水资源量和洪水的影响已成为学者关注的焦点问题之一。以广东省流溪河水库流域为例,采用具有物理机制的分布式水文模型,应用情景分析方法,模拟不同桉树人工林种植下垫面条件对流域径流的影响。结果表明:相对一般树种(天然混交林等),大面积种植桉树人工林将减少流域年水资源量,桉树人工林面积每增加1万hm^(2),年水资源量减少约2200万m^(3);大面积种植桉树人工林对场次洪水影响较小,不同桉树种植条件下的洪水过程线比较相近,洪峰流量变化相对较大;每种植1万hm 2桉树人工林,洪峰流量可增加约10 m^(3)/s。总体来看,大面积种植桉树人工林加剧了水资源量流失,提高了洪峰流量,从而增加了水旱灾害防御的风险。

基于WetSpa模型的设计洪水计算

分别根据长期的流量资料、广东省推理公式法,基于WetSpa分布式水文模型,推求广东省流溪河水库流域设计洪水。基于WetSpa模型推求设计洪水结果与广东省推理公式法相比,基于WetSpa模型推求设计洪水结果比根据长期流量资料计算结果更接近,说明基于WetSpa模型推求设计洪水是可行的。利用WetSpa模型推求设计洪水只需要知道流域的DEM、土地利用类型、土壤类型以及少量的降雨洪水资料。流域的DEM、土地利用类型、土壤类型数据可通过互联网免费下载,所以WetSpa模型为短缺资料地区推求设计洪水提供了新的参考。