基于BASINS/HSPF模型的岩溶槽谷区地下水模拟研究

摘要

水文模拟技术是研究地下水系统复杂水流运动特征的有效手段，已成为现代水文地质科学领域研究的热点。青木关地下河发育于川东平行岭谷缙云山温塘峡—青木关背斜核部，为封闭型地下水系，在重庆水文地质类型研究中具有典型性。基于研究区2007年5月～2008年4月的实测气象、水文数据，本文利用HSPF模型展开模拟过程，主要研究和应用工作如下： (1)利用GIS手段，建立了研究区的基础数据库，对研究区的地形和土地利用类型分析和重新划分。 (2)在大量野外水文地质实地调查基础上，摸清了研究区内洼地和落水洞的分布，确定了研究区东西两翼的水文地质界限；通过示踪试验，明确了地下河系统含水介质形态与几个水点之间的联系。 (3)对连续的水文及气象数据进行了整理统计，然后输入WDMUtil中计算分析。 (4)运用BASINS软件划分了青木关地下河系统子流域，提取出各子流域的特征参数，然后通过HSPF模型分别对研究区进行了短时间(2007年7月)的强降雨水文过程和长时间序列的降雨径流模拟(2007年5月～2008年4月)，完成了对岩溶槽谷区地下水文模拟的初步探索。 通过研究，得出以下主要结果：①青木关地下河与地表河流域具有相似性。降水为该地下河的主要补给来源，且主要通过落水洞的集中注入式补给，最终通过地下河出口集中排泄。通过对典型暴雨事件的观测分析，充分证明，暴雨期间该地下河对强降雨响应敏感，具有流量大、流速快，地下水系统与外界水量交换快的特点；②对岩溶地下河进行子流域划分是水文模拟的重要前提。在充分考虑下垫面条件和流域气象因子客观上存在的空间分布不均匀性的基础上，利用Basins中的watershed declineation工具对青木关地下河流域进行了子流域划分，共分为8个子流域；③通过对青木关地下河进行模拟，结果显示HSPF水文模型对岩溶地下河流域径流模拟具有一定的可行性。模拟结果的Nash系数平均值为0.752，拟合度精度为乙等，效果较好。模型对降水过程反映较敏感，模拟流量大于实测流量，曲线线型和实测流量曲线线型相同，均为不对称尖峰型，且模拟流量曲线衰退要缓慢些。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2水文模拟研究进展

1.2.1国内外岩溶水文模拟研究进展

1.2.2研究中存在的主要问题

1.3研究背景及研究意义

1.4研究方法和技术路线

1.4.1研究方法

1.4.2技术路线

第2章 BASINS系统及HSPF模型的介绍

2.1 BASINS系统简介

2.2 HSPF模型简介

2.2.1模型结构

2.2.2模型的应用

2.3 BASINS/HSPF模型运行流程

第3章研究区数据准备

3.1研究区概况

3.1.1自然地理概况

3.1.2水文地质背景

3.1.3社会环境概况

3.2基础数据采集

3.2.1 DEM数据

3.2.2土地利用现状图

3.3.3水文、气象观测数据

3.3野外工作与试验

3.3.1野外调查工作

3.3.2流域边界确定

3.3.3示踪试验

第4章 BASINS/HSPF模型运行及检验

4.1 BASINS系统前期处理

4.1.1子流域划分

4.1.2土地利用数据处理

4.2 HSPF模型运行及结果

4.2.1气象数据的输入

4.2.2模拟过程计算

4.2.3模拟运行与参数确定

4.3模型结果分析

4.3.1模型运行结果

4.3.2模拟结果精度

4.3.3模拟结果分析

第5章结语

5.1结论

5.2存在问题和今后研究方向

参考文献

附图

致谢