盧曉寧，韓建寧，熊東紅，鄧 偉，劉志紅

（1.成都信息工程學(xué)院，成都 610225；2.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041）

基于SWAT模型的忠縣蝦子嶺流域地表徑流特征淺析

盧曉寧1，韓建寧1，熊東紅2，鄧 偉2，劉志紅1

（1.成都信息工程學(xué)院，成都 610225；2.中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，成都 610041）

從重慶市忠縣地理位置的典型性和敏感性，生態(tài)環(huán)境的脆弱性，水利設(shè)施布設(shè)的必要性和蝦子嶺流域研究前景的優(yōu)越性出發(fā)，借助于SWAT模型，對(duì)忠縣蝦子嶺流域地表徑流特征進(jìn)行時(shí)空分析，用于確定急需進(jìn)行水量調(diào)控的區(qū)域，為區(qū)域徑流調(diào)控體系的布設(shè)提供理論依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，地表徑流量多的東部區(qū)域已經(jīng)布設(shè)了較多數(shù)量的蓄水工程，流域西部區(qū)域應(yīng)成為未來(lái)調(diào)蓄水工程布設(shè)的重點(diǎn)考慮區(qū)域，但工程布設(shè)后調(diào)蓄水時(shí)間的選擇不能僅僅依賴地表徑流量的多少，而應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合作物需水量的計(jì)算，最終確定合理而科學(xué)的攔蓄水時(shí)間。

SWAT模型；徑流；時(shí)空規(guī)律；蓄水工程

1 概 述

忠縣地處重慶市東北部，三峽庫(kù)區(qū)腹地，是三峽移民搬遷的重點(diǎn)縣，也是一個(gè)低山丘陵的農(nóng)業(yè)大縣和貧困縣。山地丘陵是我國(guó)生態(tài)環(huán)境最為脆弱的區(qū)域類型之一［1］，加強(qiáng)該類型區(qū)域耕地保護(hù)，提高土地質(zhì)量和土地生產(chǎn)力是關(guān)系到民生的問(wèn)題。然而，現(xiàn)狀是，全縣呈現(xiàn)出嚴(yán)重的水土流失，流失面積高達(dá)79.7%，遠(yuǎn)高于三峽庫(kù)區(qū)的總體平均水土流失比例58.2%［2］，具有問(wèn)題的典型性和強(qiáng)度的突出性［3］。此外，占忠縣耕地面積44.22%的旱地，絕大部分屬中低產(chǎn)田，缺乏科學(xué)合理的水利灌溉設(shè)施。因地處三峽庫(kù)區(qū)的典型性和敏感性，耕地保護(hù)的重要性，生態(tài)環(huán)境的脆弱性，水土流失的嚴(yán)重性和水利灌溉設(shè)施的必要性，使得研究忠縣區(qū)域的水分循環(huán)、掌握區(qū)域水平衡規(guī)律［4］成為一個(gè)非常迫切的問(wèn)題。這利于進(jìn)行科學(xué)、合理的水量調(diào)控，且對(duì)提高水分利用效率，減少水土流失量和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)具有重要的意義。然而，因在忠縣相關(guān)這方面的研究起步較晚，研究基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱，相關(guān)研究成果很少，因此只能在現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，先從了解區(qū)域地表徑流的時(shí)空分布特征入手，確定急需進(jìn)行水量調(diào)控和水利設(shè)施布設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域，解決主要問(wèn)題，再循序漸進(jìn)地通過(guò)更長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)和研究，解決整個(gè)區(qū)域上的水量調(diào)控和水土流失的治理問(wèn)題。

蝦子嶺流域位于忠縣的東偏北部，該流域鄰近中科院成都山地所的忠縣試驗(yàn)站，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)地理位置相對(duì)較好，具有非常優(yōu)越的進(jìn)行后續(xù)深入研究的前景，因此，選擇蝦子嶺流域作為了解忠縣地表徑流時(shí)空分布特征的代表和典型流域。

SWAT（soil and water assessment tool）正是一種評(píng)估流域內(nèi)不同土壤類型、土地利用和管理?xiàng)l件對(duì)徑流、泥沙和溶質(zhì)影響的分布式模型。SWAT模型具有很強(qiáng)的物理機(jī)制，它能夠利用遙感和地理信息系統(tǒng)提供的空間信息模擬多種不同的水文物理化學(xué)過(guò)程，如水量、水質(zhì)以及殺蟲(chóng)劑的輸移與轉(zhuǎn)化過(guò)程，尤其在面源污染、水土流失、土地利用和農(nóng)業(yè)管理等研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［5－8］。本文借助于SWAT模型，將其應(yīng)用于忠縣蝦子嶺小流域，對(duì)沒(méi)有徑流監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)卻又急需進(jìn)行水量調(diào)控的蝦子嶺小流域進(jìn)行地表徑流時(shí)空分布特征的分析，以確定急需進(jìn)行水量調(diào)控和水利設(shè)施布設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域，解決流域面臨的主要問(wèn)題、主要矛盾。SWAT模型由3部分組成，分別是水文過(guò)程子模型、土壤侵蝕子模型和污染負(fù)荷子模型，本文對(duì)忠縣蝦子嶺流域地表徑流時(shí)空分布特征的研究只應(yīng)用了其水文過(guò)程子模型，通過(guò)將流域離散成自然子流域的方法來(lái)模擬流域的水文循環(huán)過(guò)程。

2 SWAT模型水文子模型原理簡(jiǎn)介

SWAT對(duì)水文循環(huán)過(guò)程的模擬包括產(chǎn)流、坡面匯流和河道匯流3部分。坡面匯流和河道匯流是SWAT模型的2個(gè)獨(dú)立組成部分，本研究只進(jìn)行坡面匯流部分分析，未作河道匯流分析。

SWAT徑流模擬，首先要以DEM（Digital Elevation Model）為基礎(chǔ)進(jìn)行河網(wǎng)的生成和子流域的劃分；然后根據(jù)土地利用、土壤類型和坡度級(jí)空間分布數(shù)據(jù)在每一個(gè)子流域內(nèi)生成若干個(gè)HRU（Hydrologic Research Unit）——水文響應(yīng)單元。每個(gè)HRU單獨(dú)計(jì)算徑流量，然后依據(jù)河流的拓?fù)潢P(guān)系匯流演算得到流域總徑流量。在實(shí)際的運(yùn)算中，通常需要考慮到氣候、水文和植被覆蓋方面的因素。每個(gè)HRU的徑流模擬是基于水量平衡，表達(dá)式如下：

式中：SWt為土壤最終含水量（mm）；SW0為土壤初始含水量（mm）；t為時(shí)間步長(zhǎng)（d）；Rday為第i天的降水量（mm）；Qsurf是第i天的地表徑流量（mm）；Ea是第i天的蒸發(fā)量（mm）；Wseep是第i天存在于土壤坡面底層的滲透量和測(cè)流量（mm）；Qgw是第i天的地下水含量（mm）。

SWAT模型采用SCS（Soil Conservation Service）模型CN（Curve Number）值的方法［9］和Green＆Ampt入滲方法［10］計(jì)算地表徑流。在計(jì)算蒸散發(fā)時(shí)，考慮水面蒸發(fā)、裸地蒸發(fā)和植被蒸騰，并分開(kāi)模擬土壤水蒸發(fā)和植物蒸騰。潛在土壤水蒸發(fā)由潛在蒸散發(fā)和葉面積指數(shù)估算。實(shí)際土壤水蒸發(fā)用土壤厚度和含水量的指數(shù)關(guān)系式計(jì)算。植物蒸騰由潛在蒸散發(fā)和葉面積指數(shù)的線性關(guān)系式計(jì)算，并提供3種潛在蒸發(fā)計(jì)算方法：Penman Montieth［11］方法、Priestley Taylo［12］方法以及Hargreaves［13］方法供模型使用者選擇，本研究選擇第一種方法。壤中流的計(jì)算與重新分配同時(shí)進(jìn)行，用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)模型（Kinematics Storage Model）預(yù)測(cè)，該模型考慮到水力傳導(dǎo)度、坡度和土壤含水量的時(shí)空變化［14］。SWAT將地下水分為淺層地下水和深層地下水，淺層地下徑流匯入流域內(nèi)河流，深層地下徑流匯入流域外河流。

3 蝦子嶺流域分布式水文模型構(gòu)建

在SWAT的ArcView界面平臺(tái)上，構(gòu)建忠縣蝦子嶺流域分布式水文模型，具體涉及以下內(nèi)容。

3.1 模型數(shù)據(jù)收集及轉(zhuǎn)化處理

水文氣象數(shù)據(jù)收集：SWAT模型模擬的最小時(shí)間步長(zhǎng)是1 d，要求輸入的氣象要素包括日降雨量、最高最低氣溫、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速和相對(duì)濕地。本研究收集的是忠縣試驗(yàn)站2008年初至2009年末共2年的每日的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

空間數(shù)據(jù)收集：SWAT徑流模擬中，高分辨率DEM是最重要的輸入數(shù)據(jù)，提供最高的DEM、土地利用、土壤分辨率能獲得精確的徑流估計(jì)［15］。因蝦子嶺流域本身很小，且前期研究較少，所有空間數(shù)據(jù)都是第一手實(shí)測(cè)資料，包括DEM、土地利用數(shù)據(jù)和土壤類型數(shù)據(jù)，它們的空間分辨率都為1.6 m。

將DEM、土地利用和土壤類型數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，橫軸墨卡托投影系統(tǒng)（圖1）。蝦子嶺小流域主要土地利用類型為旱地，占研究區(qū)面積的53.98%，且這些旱地主要分布于研究區(qū)東部，研究區(qū)西南部也有一定面積的旱地分布。旱地的需水量大，這些區(qū)域是我們分析徑流規(guī)律的重點(diǎn)區(qū)域，也是未來(lái)進(jìn)行調(diào)蓄水設(shè)施安置的重點(diǎn)區(qū)域。水田也是研究區(qū)非常重要的土地利用類型，占研究區(qū)總面積的17.48%，但這一土地利用類型主要分布于研究區(qū)中部的河谷低地地帶，通常情況下這一土地利用類型出現(xiàn)缺水的情況不多。林地面積占研究區(qū)總面積的14.39%，主要分布于研究區(qū)西北和東南角，尤其是處于上游西北角的林地對(duì)地表徑流起到很好的攔蓄作用。研究區(qū)內(nèi)水塘的面積最少，僅占研究區(qū)總面積的2.92%，無(wú)法滿足大面積旱地的需水要求，因此，對(duì)蝦子嶺流域進(jìn)行合理而科學(xué)的調(diào)蓄水工程布設(shè)成為迫在眉睫的問(wèn)題，需對(duì)蝦子嶺流域地表徑流時(shí)空分布特征進(jìn)行必要研究。

圖1 蝦子嶺流域土地利用和土壤類型圖Fig.1 Maps of land use and soil type in Zhongxian County of Xiaziling watershed

蝦子嶺流域的2種主要土壤類型是中性紫色土和水稻土。水稻土主要分布于研究區(qū)中部河谷地帶，與水田的分布非常吻合，面積相對(duì)而言較少，僅占研究區(qū)面積的17.87%；而大面積發(fā)育的是四周坡耕地上的中性紫色土，面積占研究區(qū)總面積的82.13%。模型中用到土層厚度、土壤重度、有效可利用水量、土壤飽和傳導(dǎo)率、土壤粒徑等土壤參數(shù)數(shù)據(jù)決定土壤剖面中水和氣的運(yùn)動(dòng)狀況，并對(duì)HRUS中的水循環(huán)起著重要作用，通過(guò)野外實(shí)測(cè)和室內(nèi)下滲試驗(yàn)取得這些數(shù)據(jù)。

將蝦子嶺流域的5種土地利用類型數(shù)據(jù)的代碼轉(zhuǎn)換為SWAT模型能識(shí)別的4位土地利用／土地覆被代碼，并建立研究區(qū)土地利用／土地覆被再分類的索引表（表1）；實(shí)測(cè)的研究區(qū)2種土壤類型的物理屬性數(shù)據(jù)還要輸入到SWAT模型的用戶土壤數(shù)據(jù)庫(kù)中，亦為每種土壤類型賦予SWAT模型可以識(shí)別的類型代碼，并建立土壤屬性信息索引表（表2）。

表1 土地利用／土地覆被索引表Table 1 Indexes of land use and land coverage

表2 土壤類型索引表Table 2 Index of Soil type

3.2 子流域劃分

根據(jù)DEM數(shù)據(jù)，SWAT模型能夠自動(dòng)、快速地提取子流域，子流域的面積和數(shù)量可以影響模型輸出結(jié)果，這里存在一個(gè)子流域劃分的合理水平，超過(guò)這個(gè)水平的子流域劃分對(duì)模型模擬結(jié)果的影響很小。在SWAT模型支持下，我們將蝦子嶺流域劃分為50個(gè)子流域，見(jiàn)圖2。最大子流域?yàn)?4號(hào)子流域，面積為6 663 m2，占流域總面積的5.66%，位于流域東南部。最小子流域?yàn)?5號(hào)子流域，面積只有6 m2，僅占流域總面積的0.01%，在研究中通常將其忽略不計(jì)。研究區(qū)子流域的平均面積有2 356 m2，面積超過(guò)3 000 m2的子流域有17個(gè)，面積低于平均值的子流域有26個(gè)，我們關(guān)注的重點(diǎn)是面積大的子流域，這些子流域才是未來(lái)調(diào)蓄水設(shè)施安置的重點(diǎn)考慮區(qū)域。

3.3 HRU（水文響應(yīng)單元）生成

將土地利用圖、土壤類型圖、以及坡度的重分類圖進(jìn)行疊加分析，SWAT模型會(huì)根據(jù)不同的土壤類型、土地利用類型和坡度類型將流域劃分成多個(gè)水文響應(yīng)單元。每個(gè)水文響應(yīng)單元都有其唯一的土地利用類型、土壤類型和坡度類型組合，同一個(gè)水文響應(yīng)單元內(nèi)的產(chǎn)流機(jī)制相似，反之則不同。在SWAT模型下，蝦子嶺流域被劃分成261個(gè)水文響應(yīng)單元（圖3），最小水文響應(yīng)單元的面積只有2.75 m2，最大水文響應(yīng)單元面積有6 109.41m2，水文響應(yīng)單元的平均面積有450.98 m2。

圖2 忠縣蝦子嶺流域水系及子流域劃分圖Fig.2 Stream system and subbasin dividing map of Xiaziling watershed in Zhongxian county

圖3 蝦子嶺流域水文響應(yīng)單元?jiǎng)澐謭DFig.3 Hydrologic response unit dividingmap of Xiaziling watershed

加載DBF格式的研究區(qū)氣象數(shù)據(jù)文件，應(yīng)用ARCSWAT的Write All功能，讀入SWAT模型所需要的數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行地表徑流模擬。我們這里模擬只精確到月尺度，足以用于分析區(qū)域地表徑流的時(shí)空分布特征。因無(wú)法獲取研究區(qū)實(shí)測(cè)徑流數(shù)據(jù)，不能依據(jù)實(shí)測(cè)徑流量數(shù)據(jù)對(duì)模型輸入的參數(shù)進(jìn)行率定和驗(yàn)證。但是，通過(guò)將SWAT模擬得到的蝦子嶺小流域總出口的徑流系數(shù)約為0.09，與忠縣試驗(yàn)站人工降雨試驗(yàn)小區(qū)測(cè)得徑流系數(shù)做比較，二者比較接近，這在一定程度上可以說(shuō)明應(yīng)用SWAT模型對(duì)該區(qū)域進(jìn)行模擬所得結(jié)果具有可信度，這一地表徑流模擬結(jié)果在一定程度上可以應(yīng)用于指導(dǎo)忠縣蝦子嶺流域確定水量調(diào)控的重點(diǎn)區(qū)域，進(jìn)行調(diào)蓄水工程的安置。

4 忠縣蝦子嶺流域SWAT模擬結(jié)果分析

4.1 蝦子嶺流域地表徑流空間分布特征

SWAT模型模擬到50個(gè)子流域2008至2009年的年地表徑流量，對(duì)2年的數(shù)據(jù)取平均值，作為各子流域年均地表徑流量數(shù)據(jù)，在ARCGIS9.2軟件平臺(tái)下，將其空間化，得到圖4。研究區(qū)各子流域地表徑流量平均為196.58 mm，為年均降雨量的18.70%。年徑流最大值為648.37 mm，占年均降雨量的40.41%，出現(xiàn)在49號(hào)子流域，該子流域面積相對(duì)較小，只有1 926 m2，位于研究區(qū)南部。年徑流量最小值出現(xiàn)在35號(hào)和7號(hào)子流域，35號(hào)子流域徑流量小的原因是流域面積太小，不在考慮范圍之內(nèi)；而7號(hào)子流域的面積卻很大，達(dá)到3 381 m2，但地表徑流量卻只有53.73 mm，只占各子流域地表徑流量均值的5.11%，這是因?yàn)樵撟恿饔蛏喜坑休^大面積的林地分布，起到很好的水土保持功效，此外，該子流域坡度相對(duì)較為和緩，坡度最小值為0.60°，最大值只有60.43°，平均坡度只有19.31°，這在一定程度上也增強(qiáng)了入滲量，使得地表徑流量減少。就整個(gè)流域看，年均徑流量超過(guò)300 mm的流域有4個(gè)，它們的子流域編號(hào)分別為49，40，43，39，在空間上集中于研究區(qū)的東南角；而年均徑流量＞200 mm，＜300 mm的子流域有18個(gè)，空間上集中于研究區(qū)的東部；年均地表徑流量＜200 mm的子流域有28個(gè)，占研究區(qū)流域總面積的58.66%，且在空間上遍布于流域西部。因此，可以確定地表徑流量多的流域東部是流域缺水較為嚴(yán)重的區(qū)域，加之該區(qū)域的主要土地利用類型是耕地，因此應(yīng)在該區(qū)域加強(qiáng)蓄水調(diào)水的工程措施的布設(shè)。目前，流域東部已經(jīng)修建了有效容積為100 m3的標(biāo)準(zhǔn)蓄水池2個(gè)，此外，很多農(nóng)戶也在自己田地內(nèi)修建了大小不一、形狀各異、質(zhì)地不等的山坪塘，用于缺水季節(jié)向耕地供水，這說(shuō)明農(nóng)戶在這一區(qū)域自發(fā)布設(shè)的調(diào)蓄水工程具有一定的科學(xué)性。但是，對(duì)該區(qū)域仍需要進(jìn)一步根據(jù)作物需水情況，確定是否還應(yīng)在某些特需水區(qū)域進(jìn)行調(diào)蓄水設(shè)施的布設(shè)。流域西部地表徑流量小，應(yīng)加強(qiáng)蓄水和調(diào)水工程的布設(shè)，尤其是偏南部區(qū)域，因?yàn)樵搮^(qū)域有較大的旱地用水需求，調(diào)蓄水工程除攔蓄地表徑流外，更應(yīng)該攔蓄壤中流。然而，現(xiàn)狀是流域西部目前沒(méi)有任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蓄水池，且農(nóng)戶在該區(qū)域修建的山坪塘也很少。因此，該區(qū)域應(yīng)成未來(lái)蓄調(diào)水工程布設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。

圖4 蝦子嶺流域年徑流量的空間分異Fig.4 Spatial variation of annual runoff in Xiaziling watershed

4.2 忠縣蝦子嶺流域地表徑流時(shí)間分布特征

因只對(duì)流域進(jìn)行了2年的降雨監(jiān)測(cè)，SWAT模擬的結(jié)果只能簡(jiǎn)單分析地表徑流的年內(nèi)分配特征，無(wú)法分析年際分布特征。根據(jù)研究區(qū)2008至2009年的逐日降雨量數(shù)據(jù)推算得到區(qū)域在這一研究時(shí)期內(nèi)的月平均降雨量，結(jié)合SWAT模型模擬得到的流域總出口和各子流域的月地表徑流量數(shù)據(jù)，繪制了流域面積大于1 000 m2的子流域及流域總出口的地表徑流年內(nèi)變化曲線圖（圖5），用以分析蝦子嶺流域地表徑流的年內(nèi)分配特征。對(duì)比圖5中的（a）、（b）、（c）和（d）圖，可以發(fā)現(xiàn)各子流域所表現(xiàn)出的地表徑流年內(nèi)變化曲線圖的特征與流域總出口的變化特征具有很強(qiáng)的相似性，表觀上都表現(xiàn)為在6月份出現(xiàn)地表徑流的小峰值，而到8月份達(dá)到地表徑流量的大峰值，地表徑流主要集中于6，8，9，10月份，因此我們這里只分析流域總出口的月徑流量數(shù)據(jù)來(lái)研究蝦子嶺流域地表徑流的年內(nèi)分配規(guī)律。

由2008至2010年重慶忠縣試驗(yàn)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)知，蝦子嶺流域年總徑流量為102.67 mm，平均月徑流量只有8.56 mm，徑流量主要集中于6，8，9，10月份，這4個(gè)月的地表徑流量都超過(guò)區(qū)域的平均值。最大地表徑流量出現(xiàn)在8月份，為37.11 mm，占流域年地表徑流總量的36.14%，該時(shí)期也是區(qū)域降雨量最大的時(shí)期；9月份和6月份次之，地表徑流量分別為23.65和16.77 mm，分別占區(qū)域年地表徑流總量的23.04%和16.33%；10月份的地表徑流總量為9.87 mm，占區(qū)域年地表徑流總量的9.87%。從流域地表徑流量的年內(nèi)分配看，6，8，9，10月份是攔蓄地表徑流的理想時(shí)期，但該時(shí)期降雨量亦較多，因此不能盲目地根據(jù)地表徑流量的多少來(lái)決定是否應(yīng)進(jìn)行地表徑流攔蓄，否則可能會(huì)造成更為嚴(yán)重的洪災(zāi)；而是應(yīng)該根據(jù)流域作物生長(zhǎng)季需水情況，結(jié)合對(duì)應(yīng)時(shí)期的降雨情況，確定應(yīng)該進(jìn)行地表徑流攔蓄的最適時(shí)期。

圖5 蝦子嶺流域典型子流域及流域總出口年內(nèi)變化曲線圖Fig.5 Annual variation of earth’s surface runoff in typical sub-basins and basin total outlet

5 結(jié) 論

一監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)較好，研究前景優(yōu)越的子流域，進(jìn)行地表徑流模擬，用以淺析忠縣蝦子嶺流域地表徑流的時(shí)空分布特征，確定急需進(jìn)行水量調(diào)控的區(qū)域，以指導(dǎo)科學(xué)而合理的調(diào)蓄水工程的布設(shè)。

文章簡(jiǎn)單介紹了SWAT模型的水文子模塊的原理，需輸入到SWAT中的數(shù)據(jù)，并對(duì)SWAT模擬結(jié)果進(jìn)行分析，淺析了忠縣蝦子嶺流域的地表徑流時(shí)空分布特征。研究分析發(fā)現(xiàn)，蝦子嶺子流域東部地表徑流量大于西部地表徑流量，結(jié)合區(qū)域調(diào)蓄水工程現(xiàn)狀，未來(lái)流域西部區(qū)域應(yīng)成為調(diào)蓄水工程布設(shè)的重點(diǎn)考慮區(qū)域，東部區(qū)域應(yīng)根據(jù)作物需水情況進(jìn)一步確定是否需增設(shè)蓄水工程。就時(shí)間上看，蝦子嶺流域地表徑流主要集中于6，8，9，10月份，因此該時(shí)期是攔蓄地表徑流的理想時(shí)期，但因同期降雨量亦多，不能僅依靠地表徑流的大小來(lái)決定蓄水工程攔蓄水的時(shí)間，否則造成更為嚴(yán)重災(zāi)害。

本文從忠縣進(jìn)行水量調(diào)控和水利設(shè)施布設(shè)的必要性出發(fā)，在忠縣研究基礎(chǔ)薄弱、相關(guān)研究成果較少現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將SWAT模型引入到忠縣蝦子嶺這

［1］ 劉 江.全國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)規(guī)劃［M］.北京：中華工商聯(lián)合出版社，1999：26－30.（LIU Jiang.The National Plan for Ecological Environment［M］.Beijing：Chinese Chamber of Commerce and Industry Publishing HousePlace of Publication，1999：26－30.（in Chinese））

［2］ 翁立達(dá).三峽工程生態(tài)環(huán)境影響研究［M］.武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1997：16.（WENG Li-da.Research of the Three Gorges Project’s Impact to the Eco-environment［M］.Wuhan：Hubei Science and Technology Press，1997：16.（in Chinese））

［3］ 左 偉，周慧珍，王 橋，等.區(qū)域生態(tài)安全綜合評(píng)價(jià)與制圖——以重慶市忠縣為例［J］.土壤學(xué)報(bào)，2004，41（2）：203－209.（ZUOWei，ZHOU Hui-zhen，WANG Qiao，et al.Comprehensive assessment and mapping of the regional ecological safety——a case study of Zhongxian county，Chongqing city［J］.Acta Pedologica Sinica，2004，41（2）：203－209.（in Chinese））

［4］ 李開(kāi)元，李玉山.黃土高原農(nóng)田水量平衡研究［J］.水土保持學(xué)報(bào)，1995，9（2）：39－44.（LIKai-shan，LI Yu-shan.Study on field water balance of loess plateau［J］.Journal of Soil and Water Conservation，1995，9（2）：39－44.（in Chinese））

［5］ MANGUERRA H B，ENGEL B A.Hydrologic parameterization of watersheds for runoff prediction using SWAT［J］.Journal of the American Water Resources Association，1998，34（5）：1149－1162.

［6］ ROSENBERG N J，EPSTEIN D L，WANG D，et al.Possible impacts of globalwarming on the hydrology of the ogallala aquifer region［J］.Journal of Climate，1999，42：677－692.

［7］ SALEH A，ARNOLD JG，GASSMAN PW，etal.Application of SWAT for the Upper North Bosque Watershed［J］.Transactions of the ASAE，2000，43（5）：1077－1087.

［8］ FOHRER N，HAVERKAMP S，ECKHARDT K，et al.Hydrologic response to land use changes on the catchment scale［J］.Phys Chem Earth，2001，26（7～8）：577－582.

［9］ United States Department of Agriculture.Urban Hydrology for SmallWatersheds［R］.Engineering Division，Soil Conversation Service，USDA，Technical Release 55，1986.

［10］GREENW H，AMPT G A.Studies on soil physics，1.the flow of air and water through soils［J］.Journal of Agricultural Sciences，1911，（4）：11－24.

［11］PENMAN H L.Evaporation：an introductory survey［J］.Netherlands Journal of Agricultural Science，1956，（4）：7－29.

［12］PRIESTLEY C H B，TAYLOR R J.On the assessment of surface heat flux and evaporation using larger scale parameters［J］.Mon Weather Rav.1972，100：81－92.

［13］HARGREAVESG H，SAMANI Z A.Reference crop evapotranspiration from temperature［J］.Applied Engineering in Agriculture.1985，（1）：96－99.

［14］SLOAN P G，MOORE ID.Modeling subsurface stormflow on steeply sloping forested watersheds［J］.Water Resources Research，1984，20（12）：1815－1822.

［15］COTTER A S，CHAUBEY I，COSTELLO T A，et al.Water qualitymodel outputuncertainty as affected by spatial resolution of inputdata［J］.JAmerican Water Resour Assoc，2003，39（4）：977－986.

（編輯：王 慰）

Brief Analysis of Earth’s Surface Runoff Characteristic of Xiaziling W atershed in Zhongxian County Based on SWAT M odel

LU Xiao-ning1，HAN Jian-ning1，XIONG Dong-hong2，DENGWei2，LIU Zhi-hong1
（1.Chengdu University of Information Technology，Chengdu 610225，China；2.Institue of Mountain Hazards and Environment，CAS，Chengdu 610041，China）

The reasonable allocation of a farm land water project，is an importantmethod in improving thewater resources use efficiency and fighting down natural disaster in lower hill regions.Grasping the temporal and spatial distribution of regionalwater resources，and identifying the regionalwater balance between supply and demand are the key point of the development of regionalwater project allocation scientifically and effectively，and the enhancement of regionalwater resources utilization.Considering the Zhongxian County’s representative and sensitivity of location，its vulnerability of ecological environment，its necessity ofwater conservancy facilities，and the superiority of study prospect in Xiaziling watershed，the spatial and temporal variation of Xiaziling watershed in Zhongxian County is studied with the SWATmodel to confirm the regions for urgentwater resource allocation，and then itwill provide theoretical foundation in allocation of regional runoff control system.It is found that the earth’s surface runoff in the eastern region ismuchmore than that in the western region.Since there are a greater number ofwater storage projects in eastern regions，the western region should be the focus of the next tune to consider the regionalwater storage project layout.But，the selection ofwater storage time can not simply depend on the amount of surface runoff，it should be further combined with the calculation of crop water demand，so thata reasonable and sciontific impounding timemay be ultimately determined.

SWATmodel；runoff；spatial and temporal variation；water storage project

P333；TV121

A

1001－5485（2010）11－0015－06

2010-09-10

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2008BAD98B02）；成都信息工程學(xué)院發(fā)展基金（KYTZ200807）

盧曉寧（1980-），女，山東青島人，博士，副教授，主要從事資源環(huán)境遙感方面的研究，（電話）028-85966919（電子信箱）lxn＠cuit.edu.cn。