流域土地利用变化对洪水径流过程的影响

摘 要： 大清河水系土地利用发生了较大变化，并对洪水径流过程产生了影响。选择大清河水系紫
荆关流域为研究对象，在对土地利用类型分类的基础上，采用 1988 年和 1996 年两期土地利用图分
析了土地利用变化情况，除林地和灌木林面积减少外，其他土地利用类型面积增加。利用 1984 －
1996 年实测降雨径流资料对 SWAT 模型进行了率定和验证，并对两期土地利用情况进行了径流模
第 20 卷 第 4 期 2011 年 8 月
自然灾害学报 JOURNAL OF NATURAL DISASTERS
文章编号： 1004 － 4574（ 2011） 04 － 0071 － 06
Vol． 20 No． 4 Aug． 2011
流域土地利用变化对洪水径流过程的影响
李绍飞
（ 天津农学院 水利工程系 天津 300384）
（ Department of Hydraulic Engineering，Tianjin Agriculture University，Tianjin 300384，China）
Abstract： The land use has changed in Daqing River Basin and this change influenced flood runoff． To study this problem，Zijingguan sub-catchment of Daqing River Basin was selected，where the land use types were categorized， and the change of each land use type was analyzed by using land use data in 1988 and 1996． The forest land area decreased and the land area of other types increased． The SWAT model is calibrated and verified by the observed data during 1984 － 1996，and the runoff was modelled under the land use condition in 1984 and 1996． The results show that land use change in Zijingguan sub-catchment leads to runoff decrease． Key words： land use change； flood ； runoff modelling； effect； soil and water assessment （ SWAT） model
至紫荆关之 间 为 开 阔 谷 地。 流 域 内 土 壤 主 要 是 褐 土，尤
其是山地棕褐土分布较广，其次是山地棕壤、山地淋溶褐
土、山地粗骨 土。 山 地 土 壤 的 垂 直 分 布 自 山 顶 为 耕 作 褐
拟，结果表明，土地利用变化使紫荆关流域的年径流减少。
关键词： 土地利用变化； 洪水； 径流模拟； 影响； SWAT 模型
中图分类号： P343
文献标志码： A
Effect of river basin land use change on flood runoff process
LI Shao-fei
第 20 卷
鳅河和科洛河流域为例分析了土地利用 / 土地覆被变化与河流径流量的关系，认为科洛河流域耕地和林地面 积的减少增加了地表径流。郝芳华等［7］对黄河下游支流洛河上游卢氏水文站以上流域的产流模拟表明： 森 林的存在增加了径流量，平水年土地利用变化对产流量影响最小，降雨量的增大能弱化下垫面对产流量的影 响。葛怡等［8］对上海市区的研究表明，城市化的发展在很大程度上增加了径流系数。
土地利用 / 覆被变化（ land-use and land-cover change，LUCC） 是“国际地圈与生物圈计划”（ IGBP） 与“全 球变化的人文领域计划”（ IHDP） 的核心研究计划之一，是全球变化研究的热点与前沿问题［1］。LUCC 变化 对水文过程的影响主要表现在对水文循环过程和水量变化方面。LUCC 改变了水文循环过程中的地表蒸散 发、土壤水分状况和地表植被的截留量等，由此对流域水量平衡（ 主要表现在径流量） 产生影响。Van der Weert ［2］对印尼爪哇西部 Citarum 流域 1922 － 1929 年和 1979 － 1986 年期间年均径流量的变化进行了研究， 两个时期年均降雨量基本相等，由于后期林地面积减少，居住地面积增加，导致后一时期的年均径流量比前 一时期增加了 11% 。Costa 等［3］对托坎廷斯河流域土地利用变化的水文效应进行了分析，结果表明，农业用 地的增加，降低了入渗和蒸发，从而增加了年均流量。Lahmer 等［4］和 Klocking 等［5］的研究表明，耕地转化为 草地、干旱的草场或草甸草地，对于大中尺度流域及其子流域的水文行为均未引起明显变化。叶宝莹等［6］ 对我国森林植被变化水文效应的综合分析表明，不同地区森林植被变化对径流的影响幅度相差较大，并以泥
收稿日期： 2010 － 10 － 16； 修回日期： 2011 － 03 － 19 基金项目： 国家自然科学基金（ 50879051） 作者简介： 李绍飞（ 1979 － ） ，女，副教授，博士，主要从事水文与水资源研究． E-mail： lishaofei79@ 126． com
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自然灾害学报
本文选择大清河系的子流域紫荆关以上流域为研究对象，对其土地利用进行了分类，在分析其土地利用 变化的基础上利用 SWAT 模型模拟了 1988 年和 1996 年两期土地利用情况下的径流量，并分析土地利用变 化对紫荆关流域径流量的影响。
1 流域概况
紫荆关位于大清河流域北支拒马河上游，该河发源
于河北省涞 源 县 境 内。 上 游 石 门 以 上 为 涞 源 盆 地，石 门