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综述:基于生态水文识别的子流域划分及自然干预优先性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月27日 来源:Ecohydrology & Hydrobiology 2.7
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这篇综述推荐采用集成方法(HEC-HMS水文模型、GIS空间分析、AHP层次分析法)对埃塞俄比亚阿瓦什河上游子流域进行优先级划分,重点解决降雨-径流(rainfall-runoff)模拟与生态水文(ecohydrological)干预靶点选择问题。研究通过加权排序评分系统(WRSN)确定子流域-2为最高优先级区域,模型验证指标(RMSE=0.28,NSE=0.92,R2=0.93)证实了方法的可靠性。
Abstract
子流域识别与优先级划分是应对生态水文挑战、优化基于自然的水资源保护策略的关键步骤。埃塞俄比亚夏季强降雨常引发阿瓦什河上游洪水灾害,本研究通过融合水文建模、地理空间分析和多标准决策(MCDM)技术,建立了一套系统的子流域评估框架。
Introduction
流域尺度的水文动态受气候、地貌和生物过程共同调控。传统研究常忽视生态演替对水文系统的影响,而现代生态水文(ecohydrology)强调水与生态的互作关系。植被覆盖与形态参数(坡度、排水密度等)通过调节入渗率、峰值流量直接影响降雨-径流过程。气候变化加剧了水文极端事件,在阿瓦什河流域表现为夏季(6-9月)洪水频发,导致基础设施损毁和社区迁移。现有干预措施(如"绿色遗产"植树计划)缺乏空间针对性,亟需基于子流域异质性的精准管理策略。
Study area
研究区位于埃塞俄比亚中部(8°30′N-9°24′N,37°50′E-38°50′E),平均海拔2060米。西部高地为重要分水岭,东部低地为冲积平原,地形差异显著影响水文过程。
Methodology
采用HEC-HMS软件模拟降雨-径流,基于数字高程模型(DEM)划分子流域。ArcGIS处理卫星影像与环境参数(植被截留、入渗率等),通过AHP层次分析法赋予权重(一致性比率CR=0.076),最终采用加权排序评分(WRSN)系统排名。关键参数包括:
Results
子流域-2因综合评分最低被列为最高优先级干预区,其特点是陡坡(>15°)、低植被覆盖(<30%)和高降雨损失。HEC-HMS模型在流域出口的验证指标优异:RMSE(0.28)、Nash-Sutcliffe效率系数(0.92)、百分比偏差(1.02)和决定系数R2(0.93)。
Conclusion
该框架为政策制定者提供了资源优化配置的科学依据,未来可扩展至其他热带季风区流域管理。研究创新点在于耦合形态计量参数(morphometric parameters)与环境因子,弥补了传统土壤流失预测模型(如RUSLE)对水文过程整体性考虑的不足。
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