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摘要
土地利用变化影响了流域产汇流机制,进而改变了流域洪水响应过程,成为流域径流演变的主要驱动因素,特别是城市化流域最为明显。为深入探究快速城市化背景下土地利用变化对流域径流的影响,该研究以南京市秦淮河流域为例,利用2005、2010、2015和2020年4期土地利用数据和2003—2020年18场小时尺度洪水过程,基于HEC-HMS(hydrologic engineering center-hydrologic modeling system)平台构建秦淮河流域水文模型系统,量化变化环境下降雨径流过程对土地利用变化的响应。结果表明:1)流域不透水面积增加了99.53%,而农田面积减少了6.57%,且增加的不透水面积主要来自农田转入,占比约96.42%;2)秦淮河流域洪水过程模拟结果显示HEC-HMS模型在秦淮河适用性较好,率定期洪峰流量相对误差、洪量相对误差、Nash-Sutcliffe系数和均方根误差RMSE分别为-1.63%、-11.79%、0.854和159.73 m3/s,验证期洪峰流量相对误差、洪量相对误差、Nash-Sutcliffe系数和均方根误差RMSE分别为-1.30%、1.58、0.856和133.91 m3/s;3)流域土地利用变化导致不透水面积增加,流域平均CN值由2005年79.6增长至2020年80.2,而洪峰滞时则显著减少,由2005年的1 188.2 min降至2020年的835.04 min,造成洪水过程线由“矮胖”变“尖瘦”的趋势,峰现时间整体提前;4)城市化背景下流域不透水率增加,洪水洪量及洪峰流量都随不透水率的增加而增加,其中不透水率增加对小规模洪水的影响最显著。研究可为复杂条件下水文过程模拟、土地利用变化的水文过程响应及流域防洪减灾与综合管理提供理论参考与技术支撑。
- 出版日期2023
- 单位中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 浙江水利水电学院; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室; 南京水利科学研究院
