SWAT模型在青海湖布哈河流域径流变化成因分析中(2)

160河海大学学报(自然科学版)第35卷量年内分配很不均匀,汛期(6～9月)径流量集中了全年的8217%,枯季(12～次年3月)径流量仅占全年的3124%.布哈河流域主要的植被类型为草地(以草甸草原为主)、裸岩砾石和沼泽,三者约占流域总面积的95%以上.由于地下水位下降和人口增加等,出现了草场退化和土地沙化的现象[14].根据资料分析,流域的年平均气温在20世纪80～90年代明显升高,降水和径流均呈下降趋势.20世纪90年代平均气温比80年代升高了约015℃,降水减少了30mm左右,径流量则相应减少了714m3/s.气温升高和降水减少对流域径流量变化的影响是明显的.

2　资料及处理

SWAT模型计算需要输入的数据包括流域的数字高程模型DEM(图1)、水文和气象测站的空间分布数据、土壤类型和土地利用类型空间分布数据等.地形资料是国家基础

信息中心标准1∶250000的DEM,栅格单元大小为100m×100m,用来

提取流域的地形特征,如坡度、坡向、水沙运移方向、限和汇流网络等.土壤分布图是以青海湖流域1∶1500000为底图[15],利用Arc/info进行数字化,,源自《青海土壤》,[16].,必须经过土壤

[17].土图1　布哈河流域的DEM壤密度、、饱和导水率等参数由软件SPAW611中的Fig.1　DEMofBuhaRiverBasinSWCT(soilwatercharacteristicsfortexture)模块计算而得.采用青海省国

土资源厅20世纪80年代中期1∶1000000土地利用图和1995年土地详查绘制的1∶250000土地利用图,在原有分类基础上,根据SWAT模型的特点,对土地利用进行了聚分,形成了草场、裸地、林地、水田、旱地、园地、水体、湿地、城镇用地、农村居民点等10种土地类型.土壤类型空间分布和土地利用等空间信息都采用Albers等积圆锥投影,并在GIS平台上栅格化为100m×100m的GRID文件.

青海省境内气象站较为稀少,所以气象资料库是由流域及其附近的6个气象站1957～2003年的降水、最高和最低气温、平均风速、相对湿度逐日数据构成的,太阳辐射要素由SWAT自带的天气生成器模块模拟产生,各气象站的多年平均气候参数数据库由各气象站1957～

2003年逐日气象数据计算产生.因为降水控制着流域的水量平衡,所以精确地模拟降水的时间和空间分布以及降水量是模型是否成功的关键.考虑到流域的实际情况,采用了带有高度校正的梯度距离平方权重反比法(GIDW)[18]对逐日气温和降水进行空间插值处理,以适应分布式水文模型对气象要素空间精度的要求.

应用SWAT模型进行流域河网的提取和空间离散化.流域河网提

取的阈值大小以提取的河网尽可能地逼近真实河网为原则.但在空间

离散化的过程中,为了避免生成的子流域太多从而导致太多的空间数

据转换和计算等工作量,对生成的子流域出水口进行了调整,以确保

二级河流为主.按照该空间离散化原则,形成了33个子流域和92个水

文相应单元(图2).为了保证提取的河网与真实河网一致,采用了

SWAT模型中的“Burn2In”方法辅助提取河网.这里的真实河网是指在

1∶250000GIS数字河网的基础上经过概化而保留的主要河网(以三级

河网为主).图2　布哈河流域的子流域划分

Fig.2　Dividingschemefor