草海湿地水量平衡计算修改(2)

2018-12-22 18:43

3.2数据介绍与数据质量

(1)降水、气象数据

本次采用国家气象信息中心发布的中国地面气候资料日值数据集中平均本站气压、平均气温、平均相对湿度、平均风速、日照时数、日最高气温、日最低气温数据资料,数据精度均为0.1(不同数据单位不同,此处略去单位)。数据来源于各省、市、自治区气候资料处理部门逐月上报的《地面气象记录月报表》的信息化资料,该信息化文件经过严格的质量控制和检查,所以数据质量良好。 (2)土地利用数据

土地利用数据使用的是GlobCover全球陆地覆盖数据,来源于欧洲空间局(ESA,European Space Agency)官方网站。GlobCover为全球陆地覆盖数据,分辨率300米,数据格式为TIF,拍摄时间为2009年。GlobCover全球陆地覆盖数据的

原始

数据来

Envisat

卫星,

MERIS

(MediumResolutionImagingSpectrometer)传感器拍摄完成。数据生成过程中,主要选取了MERIS传感器在2009年1月1日至12月31日期间所接收的较高质量的影像数据,来进行图像合成。 (3)土壤数据

土壤数据来源于北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院戴永久教授团队的面向陆面过程模型的中国土壤水文数据集。该数据集采用土壤转换函数以砂粒、粉粒、粘粒、有机质、容重作为输入估计出土壤水文参数,包括Clapp and Hornberger函数和van Genuchten and Mualem函数的参数、田间持水量和凋萎系数。

(4)流域相关数据

流域相关数据来源于《中华人民共和国水文年鉴》中长江流域金沙江水系(第六卷第10册)以及珠江流域西江水系(第8卷第1册第1分册)中毕节地区向阳水文站和小寨水文站的逐日平均流量数据。水文年鉴中的资料是水工程规划、建设、管理、水资源开发利用、科学研究和国民经济建设的基础数据;是国家重要的基础档案资料。各流域机构、汇编单位严格的执行技术规范,保证了水文年鉴汇编资料的成果质量。

四、研究方法

4.1土壤数据处理

根据威宁县1999年森林资源现状调查和采用SPOT5卫星遥感影像图所作的专题调查,草海自然保护区内林业用地面积1929.59hm2,占保护区总面积的20.1%;非林业用地面积7 670.41hm2,占保护区总面积的79.9%。在林业用地中,有林地(乔木林)面积962.9hm2;灌木林地面积538.17hm2;无林地面积428.52hm2。在非林业用地中,农地面积4200hm2,水域及沼泽地面积2 547.41hm2,城镇及农村居民点用地面积923hm2。

根据收集到的土壤数据资料,处理得到草海保护区的土地利用图如下:

图4-1 贵州草海国家级自然保护区土地利用现状图

4.2水文资料处理

为了评价在不同降水条件下草海保护区的水量变化情况,分别采用威宁县P=10%(丰水年)、P=50%(平水年)和P=90%(枯水年)的降雨作为模型输入。图4-2为威宁县面雨量的频率适线成果,图4-3~图4-5为采用典型年法的年内分配结果。

图4-2 贵州省威宁县年降水量频率曲线图

11010090807060504030201001/1 降雨量(mm) 3/25/27/2日期9/111/1图4-3 威宁县设计年降雨过程(P=10%)

图4-4 威宁县设计年降雨过程(P=50%)

图4-5 威宁县设计年降雨过程(P=90%)

4.2参数设定

SCS模型的参数CN反映了不同下垫面的潜在产流能力,不仅和土壤属性、覆盖类型以及地表水文特征有关,同时还决定于流域的前期土壤湿度状况。在SCS模型中,根据前5d总雨量将土壤湿润程度划分为3类,分别代表干、平均、湿3种状态(AMCI,AMCII和AMC III)。基于土地利用图,参考草海保护区土壤类型的划分成果,建立了草海保护区的SCS模型CN值差算表,如表4-1。

表4-1草海保护区的SCS模型CN值差算表

CN值 AMCI 高密度城市用地 低密度城市用地 耕地 林地 草地 滩地 水体

70 66 55 47 44 63 100 土地利用类型 AMCII 85 82 73 66 63 80 100 AMC III 94 93 88 83 81 92 100 五、 计算结果

5.1 径流系数

本文在基于遥感数据得到的土地利用情况的基础上,结合美国农业部水土保持局开发的SCS水文模型,建立了草海保护区的降雨径流模型,并对草海保护区的水量变化进行了模拟分析。图5-1是由SCS模型计算的到的草海保护区1951-2012年的降水—径流量过程线;表5-1是依据计算结果统计获得的草海保护区年平均径流系数。

115010509508507506505504503502501951195619611966197119761981198619911996200120062011降水量(mm)05001000150020002500300035004000 图5-1 草海保护区多年降雨-径流过程 表5-1 草海保护区降水-径流统计数据

50年代 983 500 4958 0.508 60年代 963 479 4749 0.498 70年代 908 444 4402 0.489 80年代 896 447 4432 0.499 90年代 867 427 4234 0.493 00年代 802 392 3887 0.489 10年代 848 418 4144 0.493 多年平均 901 447 4432 0.496 降水量(mm) 径流深(mm) 水资源量 (万m) 径流系数 3注:10年代仅包括2011和2012两年的数据。

径流系数可以很好地说明一个研究区域的降水-径流关系,可以较好的检测


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