基于SWAT模型的典型岩溶地下河流域水文过程模拟

摘要

西南岩溶地下河水资源是维持区域可持续发展的重要战略资源,模拟和预测其水文动态变化特征和气候变化的影响,对于地下河水资源的合理开发利用具有重要意义.本文以我国南方典型岩溶地下河——官村地下河流域为对象,依托SWAT平台,将流域数字高程模型(DEM)、土地利用类型和土壤类型的空间数据与地表水系和地下河管道的空间分布特征相结合,划分子流域,并利用坑塘/湿地模块刻画峰丛洼地属性特征,成功构建了地下河流域水文模型,模拟和验证的纳什系数和决定系数均大于0.90.在成功构建模型的基础上,根据气温、降水和降水-气温耦合变化情景,模拟气候变化下的水文变化特征.经对比分析可知,多年平均降水量条件下,气温发生极端变化时较敏感的水均衡组分是实际蒸散发和地下径流;在强降水条件下,地表径流量和地下径流量明显增加,其中地表径流对强降水的响应非常强烈;降水-气温耦合变化情景下,实际蒸散发和地表径流较敏感;在不同气候条件下,地下径流量和土壤水的变化比例变化不大,主要受控于岩溶含水系统的调蓄能力.不同变化情景的模拟结果显示地下河水资源一直是流域内水资源的主要形式,也进一步证明了地下河系统在岩溶区水资源储存中发挥着重要作用,需要采取有效措施进行保护.