紫荆关流域下垫面变化对洪水的影响.pdf

第棾棸卷暋第椀期棽棸棻棻年椀月地暋暋理暋暋研暋暋究斍斉斚斍斠斄斝斎斏斆斄斕暋斠斉斢斉斄斠斆斎斨旓旍灡棾棸棳斘旓灡椀斖斸旟棳棽棸棻棻暋暋收稿日期椇棽棸棻棸灢棸椄灢棸椀椈修订日期椇棽棸棻棸灢棻棸灢棽椄暋暋基金项目椇国家自然科学基金棬椀棸椄椃椆棸椀棻棭椈水利部公益性行业科研专项棬棽棸棸椆棸棻棸棽椄棭暋暋作者简介椇李建柱棬棻椆椄棻灢棭棳男棳河北沧州人棳博士棳讲师棳主要从事水文资源问题的研究暎斉灢旐斸旈旍椇旍旈旉旈斸旑旡旇旛椑旚旉旛灡斿斾旛灡斻旑紫荆关流域下垫面变化对洪水的影响李建柱棳冯暋平棬天津大学建筑工程学院棳天津棾棸棸棸椃棽棭摘要椇选择大清河水系的紫荆关流域为研究区棳分析了其下垫面变化趋势棳根据大清河水系的水文气象特点棳建立了考虑下垫面变化的超渗棴蓄满耦合产汇流模型棳并利用实测暴雨洪水资料进行了参数率定和模型验证暎利用该模型研究了流域洪水对下垫面变化的响应暎结果表明椇下垫面变化导致洪峰和洪量变小棳其对大洪水影响小棳对中小洪水影响较大暎对于棻棸年一遇以上洪水棳由于下垫面的变化棳洪峰和洪量平均分别减少棻灡棾棩和棿灡椆棩棳小于椀年一遇洪水洪峰和洪量分别减少椀灡椄棩和棻棽灡椀棩暎通过不同下垫面因素变化条件下的模拟棳认为土地利用类型之间的相互转变对洪水的影响较小棳而土壤蓄水容量的增加是引起洪水明显减小的主要原因暎关键词椇下垫面椈土地利用椈土壤蓄水容量椈产汇流模型椈洪水响应文章编号椇棻棸棸棸灢棸椀椄椀棬棽棸棻棻棭棸椀灢棸椆棽棻灢棻棸棻暋引言暋暋人类活动和气候变化导致下垫面发生了变化棳而下垫面变化的主要特征之一是土地利用的变化暎在流域尺度棳通过调查来获取不同时期的土地利用数据并进行土地利用变化研究是比较困难的棳目前主要是利用土地利用的遥感数据暎根据不同时期的遥感数据棳可以分析区域土地利用变化的时空特征椲棻棳棽椵棳并在水文椲棾椵暍农业椲棿椵暍生态环境椲椀棳椂椵等领域有着广泛的应用暎暋暋下垫面变化对暴雨洪水的影响是水文研究的热点问题棳主要是利用趋势分析法或水文模型的方法来进行研究椲椃暙椆椵暎李建柱等分析了紫荆关流域的洪水特征变化趋势棳发现洪峰和洪量的时间序列呈明显减少趋势棳并探讨了土地利用变化对洪水的影响椲棻棸椵棳虽然通过分析洪水系列的变化趋势能说明流域或区域的水文响应变化特征棳但不能定量描述洪水的变化范围椲棻棻椵暎斘旈斿旇旓旀旀等利用斪斸斢旈斖棴斉斣斎模型研究了德国西部一个中尺度流域土地利用变化对暴雨洪水的定量影响棳认为土地利用变化对产流量的影响取决于降雨特征椲棻棽椵暎万荣荣等利用斎斉斆棴斎斖斢模型棳采用历史反演法模拟了不同土地利用情景下对洪水水文要素的影响程度椲棻棾椵暎斘斸斿旀等研究结果表明棳土地利用变化对短历时暍高强度降雨产生的洪水影响较大椲棻棿椵暎暋暋本文选择紫荆关流域为研究对象棳在分析其下垫面变化特征的基础上棳建立考虑下垫面因素的产汇流模型棳并利用棻椆椀椂暙棽棸棸椀年的实测暴雨洪水资料对模型进行率定和验证棳利用模型分析下垫面变化对不同量级洪水的影响程度棳对流域洪水预报暍水资源规划与管椆棽棽暋暋地暋暋理暋暋研暋暋究棾棸卷理及设计洪水修订具有重要的指导意义暎棽暋研究区概况暋暋紫荆关流域位于大清河水系北支拒马河上游棳该河发源于河北省涞源县境内暎上游石门以上为涞源盆地棳石门至紫荆关之间为开阔谷地棬图棻棭暎流域内植被情况较差棳石门以上属黄土高原边缘的土石山区棳因此河道侵蚀