變化環(huán)境下的流域水文響應(yīng)過程模擬


4.15萬(wàn)字 89頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
在全球變化日趨顯著的情況下，水資源對(duì)氣候變化的響應(yīng)受到關(guān)注。以長(zhǎng)江下游的典型支流清流河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，系統(tǒng)的分析了近52年來不同尺度水文氣象要素的歷史演變特征；洪水退水過程及場(chǎng)次暴雨洪水特征；降水—徑流相關(guān)性關(guān)系及產(chǎn)流系數(shù)變化趨勢(shì)；徑流、氣候與植被覆蓋度之間的響應(yīng)關(guān)系；流域水文模型在清流河流域模擬效果的比較等問題。以幫助人們了解清流河流域?qū)θ蜃兓捻憫?yīng)機(jī)制，對(duì)于水資源的合理規(guī)劃利用以及流域的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
利用清流河流域1961—2012年的降水、氣溫、蒸發(fā)和徑流量資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法系統(tǒng)診斷了不同尺度水文氣象要素的歷史演變特征。結(jié)果表明，在年尺度上，清流河流域降水和徑流量呈非顯著性增加趨勢(shì)，盡管氣溫為顯著性升高趨勢(shì)，但水面蒸發(fā)卻呈顯著性減小趨勢(shì)。各水文氣象要素在季節(jié)尺度上的變化特征與在年尺度上的變化特征不完全相同，比如，年際降水量呈不顯著性增加趨勢(shì)，而春季降水量呈不顯著性減少趨勢(shì)；在年內(nèi)分配方面，降水、氣溫、水面蒸發(fā)和徑流量具有相對(duì)一致的季節(jié)分配特征，但各水文氣象要素在不同年代的季節(jié)分配上存在一定的變化，降水量變化對(duì)徑流深的年內(nèi)分配變化具有較大的影響。
根據(jù)清流河流域102場(chǎng)暴雨洪水資料，系統(tǒng)分析了流域的退水過程特征，采用指數(shù)型退水模型對(duì)退水過程進(jìn)行了模擬，分析了場(chǎng)次暴雨洪水過程特征、徑流組成。結(jié)果表明：場(chǎng)次降雨特征在一定程度上決定了洪水過程變化，水利工程修建和下墊面變化等人類活動(dòng)對(duì)暴雨洪水過程特征有一定影響；地表徑流占徑流總量的比率有增大趨勢(shì)。
利用線性回歸法分析了不同尺度降水—徑流的相關(guān)性關(guān)系以及不同階段產(chǎn)流系數(shù)的變化情況。自1960-2012年以來，不同尺度各年代際的產(chǎn)流系數(shù)變化趨勢(shì)并不完全一致，但大體有減小趨勢(shì)，這與流域內(nèi)大型水利工程的修建有一定的關(guān)系。夏季、場(chǎng)次暴雨洪水的降水—徑流均具有較強(qiáng)的相關(guān)性關(guān)系，證明降水量對(duì)降水—徑流具有較大的影響。降水量越大，降水—徑流的相關(guān)性關(guān)系越好。但是降水—徑流的相關(guān)性關(guān)系并不單單由降水量決定，也會(huì)受其他一些因素影響。
利用MODIS MOD13Q1級(jí)共享數(shù)據(jù)，采用相關(guān)遙感影像處理技術(shù)及像元二分法模型，對(duì)2000-2009年期間清流河流域的降水、氣溫、植被覆蓋度、徑流量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)清流河流域徑流、氣候與植被覆蓋度之間的耦合響應(yīng)關(guān)系進(jìn)行分析。結(jié)果表明：2000-2009年期間，清流河流域降水、氣溫、植被覆蓋度、徑流量均呈現(xiàn)不同程度的增加趨勢(shì)，植被覆蓋度與氣候因子具有一定的相關(guān)性。對(duì)流域內(nèi)2000-2009年降水、氣溫、植被覆蓋度的年內(nèi)月分配情況進(jìn)行分析，受到東亞季風(fēng)的影響，降水、氣溫、植被覆蓋度具有相對(duì)一致的變化趨勢(shì)，均在每年的1-6月呈上升趨勢(shì)，降水和氣溫在7月達(dá)到最大，植被覆蓋度在8月達(dá)到最大，而后開始減少。植被覆蓋程度對(duì)降水—徑流關(guān)系具有一定的影響，植被覆蓋度的增高會(huì)使降水—徑流的相關(guān)關(guān)系減弱。
對(duì)流域水文模型的發(fā)展歷史做簡(jiǎn)要闡述，具體介紹其中具有代表性的AWBM模型、Sacramento模型、Simhyd模型、SMAR模型、TANK模型?；谇辶骱恿饔蚪?2年的降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流量資料，對(duì)清流河流域的水文過程進(jìn)行模擬，并對(duì)各模型的效果進(jìn)行比較分析。得出結(jié)論如下：這些模型在清流河流域具有較高的模擬效果。相比較而言，各水文模型對(duì)于月徑流量的模擬效果均優(yōu)于對(duì)于日徑流量的模擬效果。

關(guān)鍵詞：全球變化；演變特征；水文氣象要素；場(chǎng)次暴雨洪水；降水—徑流關(guān)系；植被覆蓋度；水文模擬