基于SWIM模型分析土地利用变化对黄前流域产流的影响

摘要

黄前流域内为发展经济大力发展经济林，导致了土地利用类型的改变，土地利用的变化流域内的产水量有很大影响。研究土地利用变化对径流的影响，对于流域水资源规划、管理与可持续发展具有重要的意义。本文以泰安市的重要供水水源地——黄前流域为研究区，以2005年TM和2008年ALOS两个典型时期的遥感影像为主要信息源，综合运用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)，通过人机交互解译并进行野外调查和验证，对黄前流域的土地利用格局和动态进行了研究；应用分布式生态水文模型SWIM(Soil and Water Integrated Model)模型模拟土地利用变化对黄前流域产水量的影响。主要成果如下：
　　 1、阐明了黄前流域土地利用格局及动态变化特征(1)黄前流域土地利用格局和空间分布特征2008年黄前流域土地利用类型主要是以经济林和防护林为主，面积分别为144.78km2、105.06km2，占流域的比例分别为49.2％、35.7％；耕地、城镇交通用地、水域和未利用地面积很少。
　　 土地利用的空间分布特点为，土地利用类型由沟道到山顶呈带状分布依次为：水域、耕地、经济林、防护林；城镇用地片状分布在沟道两边，交通用地带状贯穿于城镇用地，未利用地零星状分布在防护林中。
　　 (2)黄前流域土地利用变化特征黄前流域2005年到2008年土地利用类型变化面积增加的为经济林、未利用地、城镇交通用地和水域；防护林和耕地的面积减小。
　　 经济林的分布则由原来的仅在沟道两旁无规律的片状分布转变为呈环状沿山坡向上分布的趋势，城镇村由原来的沿沟道零星状分布转变为呈片状沿沟道分布，防护林分布趋势由在山坡全坡向山的上部缩减，未利用地在空间的分布没有变化。
　　 综上所述，植被覆盖度提高和经济林转化为防护林时，径流在产流过程中流域的基流增加，提高了水的利用率，流域的产水量减少。
　　 2、分析了土地利用变化对黄前流域产水量的影响利用MapwindowsGIS软件的Watershed Delineation工具，以DEM为基础数据将黄前流域划分为23个亚流域,328个水文单元(HRU)。其最大亚流域面积28.69km2，最小亚流域面积1.86km2。
　　 应用模型模拟黄前流域的产流可以得到较好的效果，其率定期间(2005年)效率系数为0.53，总流量的相对误差为-15％；检验期间(2008年)率定系数为0.51，总流量的相对误差为-11％，通过模型模拟得到：
　　 (1)不同植被覆盖度下经济林、防护林对流域产流的影响通过模拟值与实际观测值得比较可以得出，植被覆盖度<45％时，植被覆盖度越高经济林和防护林流域的产流则变小，当植被覆盖度在45-60％时，流域的产流量不会随着植被覆盖度范围的变化而变化，此植被覆盖度范围为植被变化对产流影响的临界范围。其中经济林的临界范围为45-60％，防护林的临界范围为60-75％。
　　 (2)土地利用变化与植被覆盖度对流域产流贡献的分析采用经济林中植被覆盖度在30-45％的数据，将经济林调整为防护林，其他的土地利用类型和植被覆盖度不变。通过模拟分析，流域产水的曲线更为平滑，减小的流域产水量为110.03万m3，与植被覆盖度为45-60％的经济林的模拟相比减少了11.27万m3的水量，表明与植被覆盖度相比土地利用的改变对流域产流量的贡献较大。
　　 3、提出了黄前流域土地利用规划设计建议为了建设生态流域、经济流域同时提高流域的水质，减小面源污染物对流域内水质的影响，增加黄前水库的水源涵养林的面积和保证水库水量和质量，发展黄前流域的经济，对黄前流域的土地利用规划为：改25-35°的经济林9.65km2和15-25°的经济林39.38km2经济林为防护林；调整植被覆盖度发展土地利用和物种的多样性，合理且充分的利用流域资源；根据黄前流域地形分布的特点，对研究区进行分区，进行分区治理。

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1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

5 结论

参考文献

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