南方丘陵区域土壤侵蚀的SWAT模拟

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1、福建师范大学硕士学位论文南方丘陵区域土壤侵蚀的SWAT模拟姓名：路宾朋申请学位级别：硕士专业：自然地理学指导教师：陈兴伟201104中文摘要本文基于分布式SWAT模型，针对南方丘陵区坡长提取和崩岗侵蚀的特点，开展了南方丘陵区域土壤侵蚀的SWAT模拟研究。首先，SWAT模型采用MUSLE方程基于HRU计算土壤侵蚀量，坡长则是方程中的一个重要参数。鉴于模型应用于南方丘陵区域时在坡长计算方面存在不足，本文以位于闽东南沿海湿润区的晋江西溪流域为研究区，基于针对丘陵山地区域开发的坡长自动修正模块，利用SWAT模型开展了如下工作：一是开展了不同子流

2、域划分和DEM分辨率下土壤侵蚀模拟对该模块的响应研究，就坡长变化对模拟结果的影响进行了详尽的论述；二是基于SWAT模型在该流域已有研究成果，进一步开展了坡长修正模块在南方丘陵区的适用性及其对南方丘陵区产沙模拟精度的改进研究，通过分析得出坡长变化对径流的模拟精度无明显改进作用，但较好地提高了土壤侵蚀模拟的精度。总的来讲，本研究表明坡长自动修正模块可以较好的弥补SWAT模型应用于南方丘陵区域时坡长提取算法的不足。将模型应用于我国南方丘陵区域时，采用该模块修正坡长，可以较好地提高土壤侵蚀模拟的精度。第二，崩岗侵蚀是我国南方红壤丘陵地区一种特有

3、的侵蚀地貌类型。针对晋江西溪流域崩岗侵蚀与非崩岗侵蚀并存这一客观现实，通过适当的子流域划分方式，使得崩岗群集中区与部分子流域边界基本吻合，区分崩岗侵蚀子流域与非崩岗侵蚀子流域，进而采用安溪水文站实测径流泥沙数据和水土保持部门在崩岗区的实测及统计资料，对崩岗与非崩岗侵蚀子流域的模型参数分别率定，构建了符合该流域侵蚀特征的SWAT模型。最后对崩岗子流域设定4种不同的植被转换模式，分析了不同植被覆被条件下的减沙效应，结果表明林地和高覆盖园地比草地更有利于崩岗侵蚀区的水土保持和生态重建；崩岗区内林地最能有效减轻产沙量，盲目的开垦耕地，不仅不利于

4、区域农业的发展，而且将加剧崩岗区的水土流失状况的流域生态环境恶化。该研究为崩岗区水土保持规划及生态恢复提供了新的技术手段和参考依据。关键词：SWAT西溪流域；坡长修正；崩岗侵蚀；产沙模拟；水土保持福建师范大学硕士学位论文’ⅡAbstractTheSoilandWaterAssessmentTool(SWATmodel)USeSMUSLE(ModifiedUniversalsoillossequation)calculatesedimentsyieldbasedonHydrologicResponseUnits(rmu)，slope-le

5、ngthisoneofveryimportantparametersinMUSLE．GiventhattheSWATmodelhavesomedefecttocomputetheaverageslope-lengthofHRU，inthispaper,theXixiWatershed,JinjiangbasinwastakenasthestudyRrea．Accordingtotheterraincharacteristicsinhillyareaofsouthchinawhichhasalargerfluctuationofslope

6、changes，usingtheArcViewGISSWATslope—lengthautomodifiedmodulecalculatesHRUaverageslope-length，carriedoutitsapplicabilityresearchandaccuracyimprovementanalysisofsedimentsyieldsimulationinhillyareaofsouthchina．TheresultobtainedinthisstudyshowthatSlope-lengthautomodifiedmodu

7、lecouldcompensatesomewhatforthedeviationofcalculatingtheslope-lengthofHRUwhenapplyingtheSWATmodeltothemountainousandhillylandwatersheds．Forthisreason,theSlope-lengthautomodifiedmoduleshouldbeUSeforaccuratesimulationofsedimentyieldwhenusingtheSWATmodelinthehillyareaofsout

8、hernpartinChina．CollapsehillisaspecialerosionphysiognomytypedistributedinredhillyregionofsouthChina．Thr