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流域——湖泊构成了一个完整的系统,两者通过河网系统连接起来,流域径流在向湖泊汇聚过程中,将流域内的污染物带入湖体中,引起湖泊的污染。随着太湖流域经济社会的快速发展,太湖湖水面临日益严重的富营养化问题,来自沿湖各流域的污染物对水体的富营养化有着极大的贡献。西苕溪流域是太湖集水域的主要流域之一,该流域对太湖的水量和污染物平衡有着重要的影响。研究西苕溪流域径流过程及污染物产出对了解太湖的水文、水质变化以及开展周围类似流域的研究工作具有重要意义。 本文应用美国农业部农业研究服务中心开发的分布式水文模型SWAT(Soil and Water Assessment Tool),在调查收集流域基本资料的基础上,结合GIS和RS等技术手段,对西苕溪流域的径流过程和水量平衡进行模拟计算,分析了区域水量平衡的影响因子。 首先,根据流域的降雨、水文等资料对西苕溪流域1968-2001年的降雨径流变化趋势进行了一致性分析和检验,认为降水强度和降水量是影响西苕溪流域径流系数变化的主要原因。该结论为进一步建立降雨径流模型及模型率定时段的选择提供了依据。 其次,收集了西苕溪流域的DEM数据、土地利用、土壤分类、流域范围、气象资料等基础图件和数据,并在ArcView平台上对图件的相关数据库进行修改,使其数据库结构符合模拟的数据要求,以此建立SWAT模型所需要的空间和属性数据库。 在形成数据库基础上,利用AVSWAT模块所带的流域勾绘功能将流域划分成47个子流域和180个水文响应单元(HRU)。SWAT模型根据划分的HRUs和输入的属性数据库,对西苕溪14年的月、日径流量进行了模拟计算。模型率定期的月、日径流模拟值和实测值的线性回归系数R2分别为0.848、0.8321,其Nash-Suttclife系数Ens分别为0.84,0.908,模型验证期的月、日径流模拟值和实测值的R2分别为0.8945、0.8109,Ens分别为0.88、0.856。结果表明实测流量和模拟流量的线性回归系数和Nash-Sutcliffe模拟效率系数满足要求,表明模型可以应用于该区域。 然后,应用SWAT模型对该流域1988-2001年水分平衡各分项进行模拟,经过校准和验证,其结果满足水量平衡要求。采用单因素参数敏感性分析方法,对SWAT模型中3个最敏感参数ESCO(土壤蒸发补偿系数)、CN2(半湿润条件径流曲线数)和AWC(土壤层有效利用水量)进行敏感性分析,得出:ESCO、CN2与径流量呈正比,参数值越大,则径流量越大,AWC与径流量呈反比,参数值越小,径流量越大。模型对CN2值敏感性最大。 本研究利用分布式水文模型SWAT模型对西苕溪流域进行了径流过程模拟计算,模拟结果验证了模型在该流域的适用性,取得了丰富的数据,为下一步污染物输移的模拟奠定了基础。