北方半乾旱區典型流域土地利用變化的水文效應

《北方半乾旱區典型流域土地利用變化的水文效應》是依託河海大學，由方秀琴擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：北方半乾旱區典型流域土地利用變化的水文效應
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方秀琴
• 依託單位：河海大學

項目摘要

土地利用變化的水文效應是全球變化交叉研究的熱點，基於物理機制的分散式水文模型與GIS、RS等現代技術的結合及套用是該領域的重要方向。針對目前我國分散式水文模型缺乏流域下墊面時空變異信息以及與3S技術結合較薄弱等問題，本項目著眼於RS和GIS技術與SWAT模型的集成，選擇北方半乾旱區典型流域，通過野外觀測和試驗構建適宜的模型資料庫，採用GIS技術改進SWAT降雨輸入，利用MODIS反演的流域實際蒸散發及流量觀測數據進行參數最佳化，從而實現高精度的SWAT模擬；在多源遙感信息融合及GIS空間分析技術實現自上世紀70年代至今的LUCC動態監測與製圖的基礎上，基於遙感監測、水文建模和水文氣象觀測時間序列數據，從多個層面分析水文過程諸因子對LUCC的定量回響。該研究有助於改進LUCC的水文效應研究，揭示LUCC對北方半乾旱區水循環的影響機理，為我國北方半乾旱區水資源調配和生態環境修復提供科學支持。

結題摘要

土地利用變化的水文效應是全球變化交叉研究的熱點，基於物理機制的分散式水文模型與GIS、RS 等現代技術的結合及套用是該領域的重要方向。目前我國的該方面研究中存在分散式水文模型缺乏流域下墊面時空變異信息，且與3S 技術結合較薄弱等問題。本項目著眼於RS 和GIS 技術與分散式的SWAT 模型的集成，選擇北方半乾旱區典型流域——老哈河流域作為研究區，通過收集現有數據和野外觀測，構建了適宜於老哈河流域的模型資料庫，採用GIS空間分析技術結合基於薄盤光滑樣條函式（Thin Plate Smoothing Spline, TPS）的專用氣候數據空間插值程式包ANUSPLIN對流域內52個雨量站的長時間序列降雨數據進行空間插值和處理，作為SWAT 模型的降雨輸入，從而改進了SWAT模型降雨輸入的改進。利用2000年至2008年近9年的老哈河流域長時間序列的MODIS Level1B級數據產品和MOD03數據，構建基於地表能量平衡方程的SEBS模型，實現了老哈河流域蒸散發的時空分布序列估算。在上世紀70 年代至21世紀00年代的LUCC 動態監測與製圖的基礎上，基於遙感監測、水文建模和水文氣象觀測時間序列數據，定量分析了土地利用變化對流域產水特性（主要選擇了徑流深和實際蒸散發量）的影響以及對其年內分配的影響，探討了多種土地利用類型的變化及其組合與徑流深和實際蒸散發量的不同函式關係。本研究從多個層面分析水文過程諸因子對LUCC 的定量回響，研究結果有助於改進LUCC 的水文效應研究，揭示LUCC 對北方半乾旱區水循環的影響機理，為我國北方半乾旱區水資源調配和生態環境修復提供科學支持。