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基于SWAT模型的流域土壤侵蚀及POC入海通量研究--以我国南方地区为例的开题报告
一、研究背景和意义
土壤侵蚀与入海径流是流域水环境评价中的重要内容，其不仅影响流域生态环境和土地资源利用，而且对海洋环境质量产生重大影响。南方地区水土流失严重，且这一问题会随着气候变化、土地利用方式变化和人口增长而变得更加复杂和严峻。如何建立科学的评价体系，控制入海土壤侵蚀及POC入海通量，已成为当前亟待解决的问题。
SWAT模型（SoilandWaterAssessmentTool）是当前较为先进的流域水文学模型之一，能够模拟流域对气候变化、土地利用变化以及土地管理策略等变化的响应。在水文循环、土壤侵蚀、植被生长、水质模拟等方面应用广泛，模型的参数易于提取，使得该模型在流域水循环分析、可持续水资源管理和环境保护等方面具备广泛的应用前景。
因此，基于SWAT模型的土壤侵蚀及POC入海通量研究对于南方地区水环境治理具有重要的行业价值及科学意义。
二、研究内容
本研究将借助SWAT模型，对南方地区一个典型流域进行研究，主要包括以下内容：
1.土地利用变化：通过图像处理遥感图像等手段获取近30年来该流域的土地利用变化情况，建立流域土地利用数据集。
2.气候变化：使用历史气象数据以及未来气候模拟数据对流域未来气候情况进行预测，并给出降雨及河流水位等重要气象数据。
3.SWAT模型的参数提取与应用：通过实地调查和大量文献研究获取SWAT模型所需的流域参数，将SWAT模型应用于流域各个子模块中，包括水文、土壤侵蚀、植被生长和水质模拟等。
4.土壤侵蚀模拟与分析：结合模型的土壤侵蚀模块，对流域中土壤侵蚀状况进行模拟，并根据模拟结果对流域中土地利用变化和气候变化等因素对土壤侵蚀的影响进行分析。
5.POC入海通量的模拟与预测：通过对流域径流和水质模拟结果的分析，模拟流域的PAC（Particulateorganiccarbon）的输送与通量。
三、研究计划
该项目拟于2020年9月开始实施，分为前期筹备、实施与总结三个阶段，预计总周期为24个月。
1.前期筹备阶段（1-4个月）
1)项目组建立：确定项目的研究组织结构、组织架构，明确每位成员的分工。
2)资料收集和整理：搜集和整理过去30年流域资料，包括气象数据、卫星遥感图像、环境监测数据等。
3)模型参数提取：通过对流域水文气象情况的实地调查和网络爬虫技术，获取SWAT模型应用所需的所有参数。
2.实施阶段（5-22个月）
1)土地利用变化模拟：使用ArcMap软件处理30年来该流域的遥感图像，生成流域的土地利用数据集。
2)未来气候模拟：利用气候模拟软件，模拟未来30年中该地区的气候变化情况，获取流域降雨及河流水位等重要气象数据。
3)SWAT模型参数校准：通过对在前期筹备中获取的数据进行分析，进行SWAT模型的参数优化和校准。
4)土壤侵蚀模拟与分析：基于上述工作，通过SWAT模型对流域土壤侵蚀状况进行模拟，并对土地利用变化和气候变化等因素的影响进行分析。
5)POC入海通量的预测与模拟：通过对流域径流和水质模拟结果的分析，模拟流域PAC的输送与通量情况。
3.总结阶段（23-24个月）
1)研究成果的整理：对研究过程、数据及模型进行整理，制作研究报告。
2)成果发布和知识普及：在相关的学术会议和期刊中发布相关研究成果，并积极向相关企事业单位推广流域生态环境的保护。
四、预期成果
本研究拟通过SWAT模型对南方典型流域的土壤侵蚀及POC入海通量情况进行研究和分析，并对土地利用变化和气候变化等因素对此的影响进行深入分析，最终制定科学合理的流域生态环境保护策略，为南方地区生态环境保护和可持续发展提供参考意见。