Published August 29, 2008
| Version v1
Publication
Quantifying the effect of land use and land cover change on green water and blue water in northern part of China
Creators
- 1. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering
- 2. Hohai University
- 3. Texas A&M University
Description
Abstract. In order to investigate the effect of land use and land cover changes on hydrological process in northern parts of China, a distributed hydrological model was developed and applied in the Laohahe catchment. The direct evaporation from the intercepted water, potential canopy transpiration and potential soil evaporation were computed using a physically-based two-source potential evapotranspiration model, which would be regarded as input to the distributed hydrological model for the computation of actual evaportranspiration. Runoff generation was based on mixed runoff mechanisms of infiltration excess runoff and saturation excess runoff and the Muskingum-Cunge method was adopted for flow routing. The land cover data were available for 1980, 1989, 1996 and 1999. Daily streamflow measurements were available from 1964 to 2005 and were divided into 4 periods: 1964–1979, 1980–1989, 1990–1999 and 2000–2005, based on the land cover scenarios. The distributed hydrological model was coupled with a two-source potential evaportranspiration model for simulating daily runoff. The result of runoff simulation showed that the saturation excess runoff generation was dominant in the catchment. Model parameters were calibrated using hydrometeorological and land cover data corresponding to the same period. Streamflow simulation was conducted for each period under these four land cover scenarios. The results showed that the change of land use and land cover had a significant influence on evapotranspiration and runoff. The land cover data showed that forest land and water body had decreased from 1980 through 1999 and farm land and grass land had increased. This change caused the vegetation interception evaporation and vegetation transpiration to decrease, whereas the soil evaporation tended to increase. Thus the green water decreased but the blue water increased over the Laohahe catchment. This result was inconsistent with the fact that runoff ratio had a tendency of decrease in the catchment in 2000. It is this reason that water use out of stream channel has been increasing in recent years.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة. من أجل التحقيق في تأثير تغيرات استخدام الأراضي والغطاء الأرضي على العملية الهيدرولوجية في الأجزاء الشمالية من الصين، تم تطوير نموذج هيدرولوجي موزع وتطبيقه في مستجمعات المياه في لاوهاهي. تم حساب التبخر المباشر من المياه المعترضة والنتح المحتمل للمظلة والتبخر المحتمل للتربة باستخدام نموذج التبخر النتح المحتمل ثنائي المصدر القائم على الفيزياء، والذي يمكن اعتباره مدخلًا في النموذج الهيدرولوجي الموزع لحساب التبخر النتح الفعلي. استند توليد الجريان السطحي إلى آليات الجريان السطحي المختلطة للجريان السطحي الزائد للتسلل والجريان السطحي الزائد للتشبع وتم اعتماد طريقة Muskingum - Cunge لتوجيه التدفق. كانت بيانات الغطاء الأرضي متاحة للأعوام 1980 و 1989 و 1996 و 1999. كانت قياسات التدفق اليومية متاحة من 1964 إلى 2005 وتم تقسيمها إلى 4 فترات: 1964–1979 و 1980–1989 و 1990–1999 و 2000–2005، بناءً على سيناريوهات الغطاء الأرضي. اقترن النموذج الهيدرولوجي الموزع بنموذج تبخر نتح محتمل ثنائي المصدر لمحاكاة الجريان السطحي اليومي. أظهرت نتيجة محاكاة الجريان السطحي أن توليد الجريان السطحي الزائد للتشبع كان مهيمنًا في مستجمعات المياه. تمت معايرة معلمات النموذج باستخدام بيانات الأرصاد الجوية المائية والغطاء الأرضي المقابلة لنفس الفترة. تم إجراء محاكاة تدفق التيار لكل فترة في إطار هذه السيناريوهات الأربعة للغطاء الأرضي. أظهرت النتائج أن تغيير استخدام الأراضي والغطاء الأرضي كان له تأثير كبير على التبخر والنتح والجريان السطحي. أظهرت بيانات الغطاء الأرضي أن أراضي الغابات والمسطحات المائية قد انخفضت من عام 1980 حتى عام 1999 وأن الأراضي الزراعية والأراضي العشبية قد زادت. تسبب هذا التغيير في انخفاض تبخر اعتراض الغطاء النباتي ونزيف الغطاء النباتي، في حين أن تبخر التربة يميل إلى الزيادة. وهكذا انخفضت المياه الخضراء ولكن المياه الزرقاء زادت فوق مستجمعات لاوهاهي. كانت هذه النتيجة غير متسقة مع حقيقة أن نسبة الجريان السطحي كانت تميل إلى الانخفاض في مستجمعات المياه في عام 2000. وهذا هو السبب في زيادة استخدام المياه خارج قناة المجرى في السنوات الأخيرة.Translated Description (French)
Résumé. Afin d'étudier l'effet de l'utilisation des terres et des changements de la couverture terrestre sur le processus hydrologique dans les parties septentrionales de la Chine, un modèle hydrologique distribué a été développé et appliqué dans le bassin versant de Laohahe. L'évaporation directe de l'eau interceptée, la transpiration potentielle de la canopée et l'évaporation potentielle du sol ont été calculées à l'aide d'un modèle d'évapotranspiration potentielle à deux sources basé physiquement, qui serait considéré comme une entrée au modèle hydrologique distribué pour le calcul de l'évapotranspiration réelle. La génération de ruissellement était basée sur des mécanismes de ruissellement mixtes de ruissellement en excès d'infiltration et de ruissellement en excès de saturation et la méthode Muskingum-Cunge a été adoptée pour le routage du flux. Les données sur la couverture terrestre étaient disponibles pour 1980, 1989, 1996 et 1999. Les mesures quotidiennes du débit des cours d'eau étaient disponibles de 1964 à 2005 et ont été divisées en 4 périodes : 1964–1979, 1980–1989, 1990–1999 et 2000–2005, sur la base des scénarios de couverture terrestre. Le modèle hydrologique distribué a été couplé à un modèle d'évaporationtranspiration potentielle à deux sources pour simuler le ruissellement quotidien. Le résultat de la simulation de ruissellement a montré que la génération de ruissellement excédentaire de saturation était dominante dans le bassin versant. Les paramètres du modèle ont été calibrés à l'aide de données hydrométéorologiques et de couverture terrestre correspondant à la même période. Une simulation de débit a été réalisée pour chaque période dans le cadre de ces quatre scénarios de couverture terrestre. Les résultats ont montré que le changement d'affectation des terres et la couverture terrestre avaient une influence significative sur l'évapotranspiration et le ruissellement. Les données sur la couverture terrestre ont montré que les terres forestières et la masse d'eau avaient diminué de 1980 à 1999 et que les terres agricoles et les terres herbeuses avaient augmenté. Ce changement a entraîné une diminution de l'évaporation d'interception de la végétation et de la transpiration de la végétation, tandis que l'évaporation du sol avait tendance à augmenter. Ainsi, l'eau verte diminuait mais l'eau bleue augmentait sur le bassin versant de Laohahe. Ce résultat n'était pas cohérent avec le fait que le taux de ruissellement avait tendance à diminuer dans le bassin versant en 2000. C'est la raison pour laquelle l'utilisation de l'eau en dehors des cours d'eau a augmenté ces dernières années.Translated Description (Spanish)
Resumen. Con el fin de investigar el efecto del uso de la tierra y los cambios en la cobertura de la tierra en el proceso hidrológico en las partes del norte de China, se desarrolló y aplicó un modelo hidrológico distribuido en la cuenca de Laohahe. La evaporación directa del agua interceptada, la transpiración potencial del dosel y la evaporación potencial del suelo se calcularon utilizando un modelo de evapotranspiración potencial de dos fuentes basado en la física, que se consideraría como entrada al modelo hidrológico distribuido para el cálculo de la evaportranspiración real. La generación de escorrentía se basó en mecanismos mixtos de escorrentía de exceso de infiltración y escorrentía de exceso de saturación y se adoptó el método Muskingum-Cunge para el enrutamiento del flujo. Los datos de cobertura terrestre estaban disponibles para 1980, 1989, 1996 y 1999. Las mediciones diarias de caudales estuvieron disponibles desde 1964 hasta 2005 y se dividieron en 4 períodos: 1964–1979, 1980–1989, 1990–1999 y 2000–2005, según los escenarios de cobertura terrestre. El modelo hidrológico distribuido se combinó con un modelo de evaportranspiración potencial de dos fuentes para simular la escorrentía diaria. El resultado de la simulación de escorrentía mostró que la generación de escorrentía en exceso de saturación fue dominante en la cuenca. Los parámetros del modelo se calibraron utilizando datos hidrometeorológicos y de cobertura terrestre correspondientes al mismo período. Se realizó una simulación de flujo de corriente para cada período en estos cuatro escenarios de cobertura terrestre. Los resultados mostraron que el cambio de uso del suelo y la cobertura del suelo tuvieron una influencia significativa en la evapotranspiración y la escorrentía. Los datos de cobertura terrestre mostraron que las tierras forestales y las masas de agua habían disminuido desde 1980 hasta 1999 y que las tierras agrícolas y de pasto habían aumentado. Este cambio hizo que la evaporación de la intercepción de la vegetación y la transpiración de la vegetación disminuyeran, mientras que la evaporación del suelo tendió a aumentar. Así, el agua verde disminuyó, pero el agua azul aumentó sobre la cuenca de Laohahe. Este resultado fue inconsistente con el hecho de que la relación de escorrentía tuvo una tendencia a disminuir en la cuenca en 2000. Es por esta razón que el uso de agua fuera del canal de arroyo ha ido en aumento en los últimos años.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- القياس الكمي لتأثير استخدام الأراضي وتغير الغطاء الأرضي على المياه الخضراء والمياه الزرقاء في الجزء الشمالي من الصين
- Translated title (French)
- Quantifier l'effet de l'utilisation des terres et du changement de la couverture terrestre sur les eaux vertes et les eaux bleues dans le nord de la Chine
- Translated title (Spanish)
- Cuantificación del efecto del uso de la tierra y el cambio de la cubierta terrestre en el agua verde y el agua azul en el norte de China
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4255467712
- DOI
- 10.5194/hessd-5-2425-2008
References
- https://openalex.org/W1972770267
- https://openalex.org/W1982317067
- https://openalex.org/W1988035846
- https://openalex.org/W1998036756
- https://openalex.org/W2010070136
- https://openalex.org/W2028504153
- https://openalex.org/W2033288432
- https://openalex.org/W2034379176
- https://openalex.org/W2062660092
- https://openalex.org/W2065306888
- https://openalex.org/W2100422466
- https://openalex.org/W2159292578
- https://openalex.org/W2167653610