快速城市化条件下基于SLEUTH-SWAT模型的济南市水文响应分析

发布时间：2025-06-24 02:11

　　 为更好地反映快速城市化未来长期的区域水文响应,以济南市为例,利用2000年、2005年、2010年、2015年土地利用、道路演变等数据,驱动SLEUTH模型对快速城市化进行了模拟和合理预测,生成了2020年、2030年土地利用数据。以此作为输入数据,运用SWAT模型定量分析了快速城市化和气候变化对径流、蒸发等水文要素的影响。结果表明:未来济南市仍有大量耕地转化为城市用地,2030年城市面积将达到640 km²。不考虑气候变化,总径流和地表径流将分别增加4%和12.5%,蒸发和下渗分别减少0.78%和2.51%,核心城市化子流域地表径流将增加40%以上。依据年降雨量选取了平水、极丰和极枯三种降水情景,极枯和极丰情景下2030年济南市地表径流深分别为15.02 mm和101.44 mm,极丰情景下重点城区径流深可达300 mm以上。建议未来济南市核心城区加强防洪管理,重点防范城市内涝及洪水灾害。

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【部分图文】：

图1 研究区概况

本研究主要方法是结合SLEUTH模型和SWAT模型,具体如图2所示。SLEUTH模型可以根据历史数据对城市发展过程进行校准和预测,获取城市发展主要特征,结合济南市发展规划即可得到较为符合济南市实际情况的城市范围变化情况。该模型的输出经合理性分析与处理,作为SWAT模型的输入,进而....

图2 主要研究思路

图1研究区概况主要的研究目的是:(1)使用SLEUTH模型输出的2016—2030年逐年城市化范围图,生成2020年与2030年济南市土地利用图,分析济南市2000—2030年土地利用变化情况;(2)分别使用历史时期及预测时期济南市土地利用数据驱动SWAT模型,分析快速城市化进....

图3 济南市城市范围分布模拟结果

表1SLEUTH模型参数校准过程模型参数粗校准(n=4)精校准(n=8)最终校准(n=10)最终值参数范围步长参数范围步长参数范围步长扩散系数1～100251～2551～1012繁衍系数1～1002525～751035～45....

图4 崮山站径流模拟

图3济南市城市范围分布模拟结果崮山站和卧虎山站模拟效果均较好,率定期和验证期NSE均达到0.86以上(见表2),崮山站模拟效果略优于卧虎山站,其可能的原因在于崮山站控制流域内人为扰动较少,分项还原得到的天然径流更符合实际情况。综合来看,SWAT模型在济南地区模拟情况较好。

本文编号：4052339