日照沭河流域雨洪资源分析及利用研究

论文摘要

沭河作为日照市最大的一条过境河是日照市一个重要的供水来源,由于其在日照境内滞留雨洪水量不足,出境水量巨大,造成日照市水资源的紧缺,因此,全面了解其径流过程、雨洪资源量的情况,合理增加拦蓄雨洪水量、优化日照沭河流域的雨洪资源利用,对缓解日照市用水紧张现状、促进日照市水资源合理优化配置都能起到积极的影响。本文以日照沭河流域为研究区域,以ArcGIS为平台,利用ArcSWAT对研究区进行径流模拟,验证模型在研究区域的适用性;结合验证好的模型进行研究区雨洪资源量的分析与计算,并以此为基础,对河川基流量计算的简化进行分析;最后利用SCS-CN模型结合ArcGIS对研究区域进行了拦蓄雨洪的设施布置方案研究,给研究区提出一个有效增加雨洪水拦蓄量的合理可行的措施。主要得出结论如下:（1）以ArcGIS为平台,利用ArcSAWT进行研究区的径流模拟工作,最终将研究区划分为67个子流域,将流域划分为240个水文响应单元（HRU）。利用清风岭站、莒县站2011-2016年流量数据进行月尺度的模型参数率定及验证,得到清风岭站率定期和验证期相关系数R2分别为0.86和0.88,纳什系数分别为0.86和0.87;莒县站率定期和验证期R2分别为0.87和0.89,Ens分别为0.86和0.86;根据模型适用性评价标准判断,此次SWAT径流模型能够准确反映研究区的月径流过程。（2）利用率定好的SWAT模型进行丰水年、平水年、枯水年、特枯水年的径流模拟,根据模拟结果计算日照境内沭河流域降雨形成的地表水资源量。模拟及计算结果表明:1)日照境内沭河流域多年地表平均径流量为43599万m3,丰水年、平水年、枯水年、特枯水年地表年径流量分别为58385万m3、44432万m3、35144万m3、24693万m3;多年平均降雨入渗补给量为21139万m3;多年平均河川基流量为8283万m3,多年平均地表水资源总量为51882万m3,丰水年、平水年、枯水年、特枯水年地表水资源总量分别为69478万m3、52474万m3、41131万m3、28222万m3;2)流域地表水资源年平均可利用量为32868万m3,丰水年、平水年、枯水年、特枯水年地表水可利用量分别为45099万m3、33401万m3、23192万m3、11574万m3;地下水资源可开采量为14797万m3;3)目前日照境内沭河流地下水开发利用潜力为6370万m3;地表水资源开发利用潜力为23193万m3,丰水年、平水年、枯水年、特枯水年地表水资源开发利用潜力分别为35424万m3、23726万m3、13517万m3、1899万m3。（3）本文以SWAT模型模拟计算出的莒县站控制段河川基流量为基础,验证了在沭河流域Hyne-Hollick滤波法的适用性,并确定了其基于日、周、月径流序列的适用性及滤波系数;结果表明,在莒县沭河流域内,Lyne-Hollick滤波法在日径流序列、周径流序列、月径流序列的基流分割上都适用,且在日径流序列分割时的适用滤波次数为3,滤波系数为0.925;周径流序列分割时的适用滤波次数为3,滤波系数约为0.76;在月径流序列分割时的适用滤波次数为2,滤波系数约为0.71;且当利用Lyne-Hollick滤波法对周、月径流序列进行基流分割时,与丰水年相比,平水年和枯水年分割结果与日基流分割结果更为接近。（4）本文使用SCS-CN模型结合ArcGIS对研究区进行径流潜力的分析,按照各集雨措施要求列出约束集,进行包括蓄水坑塘、居民住宅集雨区、大口井、拦水坝、蓄水池五种措施的空间布局确定并对不同降雨频率下的可增加集蓄雨量进行计算,计算得出,在25%、50%、75%、95%降雨频率下的可增加集蓄雨量分别为4036.89万m3、3323.36万m3、2731.26万m3、2100.27万m3。

论文目录

摘要

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第一章绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1 雨洪资源利用研究进展

1.2.2 SWAT模型国内外研究进展

1.2.3 基流分割研究进展

1.3 研究内容和方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.4 主要创新点

第二章研究区概况

2.1 研究区范围

2.2 自然地理概况

2.2.1 地形地貌

2.2.2 土壤植被

2.2.3 水文气象

2.2.4 区域地质与水文地质

2.2.5 河流水系

2.3 社会经济概况

第三章 SWAT模型介绍及研究区模型构建

3.1 SWAT模型介绍

3.1.1 SWAT模型简介

3.1.2 SWAT模型原理

3.1.3 SWAT模型结构

3.2 数据需求及预处理

3.2.1 数据需求及来源

3.2.2 DEM数据预处理

3.2.3 土壤数据预处理及土壤数据库构建

3.2.4 土地利用数据预处理及数据库构建

3.2.5 气象数据预处理及数据库构建

3.3 模型构建

3.3.1 子流域划分

3.3.2 水文响应单元（HRU）划分

3.3.3 气象资料输入

3.3.4 模型运行

3.4 敏感性分析及模型验证

3.4.1 参数敏感性分析

3.4.2 参数率定及模型验证

3.5 本章小结

第四章雨洪资源分析

4.1 雨洪资源计算与分析

4.1.1 水资源总量

4.1.2 雨洪资源利用潜力

4.2 基流分割方法简化探讨

4.2.1 研究方法

4.2.2 原理

4.2.3 操作过程

4.2.4 结论与分析

4.3 本章小结

第五章雨水集蓄措施潜在位置分析及蓄水量预测

5.1 数据及方法

5.1.1 数据

5.1.2 研究方法

5.2 径流潜力计算

5.2.1 前期土壤湿度（AMC）等级确定

5.2.2 土壤水文组（HSG）的确定

5.2.3 径流潜力等级的确定

5.3 雨水集蓄措施潜在位置分析

5.3.1 集雨路径分析

5.3.2 坡度分类

5.3.3 雨水集蓄措施布局确定

5.3.4 新增雨水集蓄量估算

5.4 本章小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录

一、在校期间发表的学术论文

二、在校期间参加的项目

三、在校期间获奖情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 高舒

导师: 李旺林

关键词: 雨洪资源,模型,基流分割,雨水集蓄措施

来源: 济南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 资源科学,水利水电工程

单位: 济南大学

分类号: TV213.9

DOI: 10.27166/d.cnki.gsdcc.2019.000097

总页数: 97

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