發(fā)布時間：2018-03-16 15:56

  本文選題：氣候變化　切入點：人類活動　出處：《內蒙古農業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：草地畜牧業(yè)是中國經濟發(fā)發(fā)展的重要支柱產業(yè)之一，近些伙年來，在氣候的背景色下，內蒙古草原地區(qū)干旱災害頻發(fā)，山于人類大量的開采地卜水、過放牧等原因，異致流域水資源短缺、社會經濟發(fā)展受到了嚴爪威脅。要解決內蒙古草地一牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心問題，應從流域尺度對其水資源系統(tǒng)的驅動機制進一步深入研究，探求氣候變化過程中有序的人類適應模式。本文以錫林河流城為研究對象，利用1960 2010年主要氣象站水文站的實測資料研究了錫林河流域主要氣候要素和徑流的趨勢變化、突變情況和周期變化，探討變化環(huán)境下流域的氣象水文特性，通過相關、偏相關、通徑分析識別影響錫林河流域徑流變化的主要驅動因子，，定量分析了氣候變化和人類活動對流域徑流及其年內分配變化的影響，結合分布式水文模型SWAT和數字濾波技術對流城徑流、基流進行了水文模擬，通過小波變化和小波相干等探討了基流對降水和徑流的滯后效應。應用最新氣候模式CMIP5中的10種氣候模式，基于RCP4.5和RCP8.5兩種情景評估了流域未來氣候變化，結合10種氣候模式集成生成的流域氣候情景預測結果和已構建的流域分布式水文模型SWAT耦合完成對流域未來徑流的模擬預測。論文主要研究結果如下(1)錫林河流域1960 2010年平均氣溫升高率為0.426℃/10a,冬季增溫對流域氣溫升高貢獻最大，氣溫在1987年發(fā)生了突變，突變后比突變前平均氣溫上升01.36℃,在20～32a的時間尺度上出現了冷—暖交替的準兩次震蕩。年蒸發(fā)升高率為39.524mm/10a,在1989年出現突變，突變前后燕發(fā)量增加了133.33mm,年周期在20～23a上出現了1次震蕩。降水減少率為2.5mm/10a,夏季降水的減小，是導致年降水整體呈下降趨勢的主要原因，其在20～32a的時間尺度上出現了濕—干交替的準兩次震蕩。徑流減少率為13.902mm/10a,在28a出現第一個主周期，在10a出現第二個主周期。(2)通徑分析表明，在年時間尺度上，氣溫、日照時數、降水量、蒸發(fā)量、最低氣溫、最高氣溫、活動積溫這些氣象因子中對徑流起主要控制作用的是降水量、蒸發(fā)量和有效積溫。在季時間尺度上,春季起主要控制作用的是有效積溫，夏季和秋季起主要控制作用的是降水量。(3)錫林河流域徑流年內分配曲線呈明顯的“雙峰型”，2000s的不均勻系數、完全調節(jié)系數、集中度明顯高于60～90s的。錫林河流域徑流年內分分配不均勻系數和完個調節(jié)系數均在1998年發(fā)生突變。人類活動時期T1(19801989年)、T2(1990-1997年)、T3(1998-2011年)階段對徑流數值的影響內分配不均勻系數、完全調節(jié)系數的貢獻率分別為11.48%、88.52%和9.35%、90.65%。人類活動是影響錫林河流域徑流年內分配變化的主要驅動因子。(4)Lyme-Hollick.Chapman.Chapman-Maxwell.Boughton-Chapman四種濾波法分割的基流量均隨著濾波次數的增加而減少,濾波參數相比于濾波次數對基流的影響要小,在基流分割時應先確定濾波次數,再調節(jié)濾波參數。對于錫林河流域,Chapman和Chapman-Maxwell分割結果偏低,Lyne-Hollick法分割效果較好,最優(yōu)分割參數為n=3,f=0.8,Nash-Sutcliffe效率系數為0.974,平均相對誤差為3.95%.Boughton-Chapman濾波法n=4,f=0.95時分割效果最好,Nash-Sutcliffe效率系數為0.975,平均相對誤差僅為0.3%。(5)通過交叉小波和小波相干分析發(fā)現流域的基流和降水在年時間尺度上以45°、135°和-45°位相居多,反映了基流對降水的滯后響應。降水對基流大多數情況下為正影響,少數情況下出現負影響�；鲗邓谀瓿叨壬洗嬖�0～1.5個月的滯后響應。在日時間尺度上,春汛期,流域最大基流量相對最大徑流量滯后1～16d,夏汛期,最大基流量相對最大徑流量滯后1～11d,春汛、夏汛最大基流量相對最大徑流量滯后時間相差較大。(6)基于錫林河流域的DEM、土壤、土地利用、氣象水文等數據建立了流域的SWAT模型,模擬了流域以年為時間步長的徑流和基流,結果顯示：徑流模擬效果的評價指標Ens、R2和Re分別在0.7～0.77、0.71～0.79和4.6%～5.9%之間,模擬結果較好�；髂M效果的評價指標Ens、R2和R。分別在0.574-0.586、0.63·～0.64和17.6%～18.9%之間。由于基流對降水和子流域的劃分相對徑流不敏感,另外以數字濾波分割的基流對SWAT模擬的基流進行評估,其評估值與實際觀測資料本身也存在一定的偏差,導致基流模擬效果偏低。(7)通過10種CMIP5氣候模式的集成預測了錫林河流域未來氣溫、降水、徑流在兩種RCP情景下的變化情形。研究結果顯示,未來最高氣溫在21世紀中葉前增溫較為顯著,其中RCP8.5高于RCP4.5,在RCP4.5情景下,最高最低氣溫在21世紀中葉后均表現出變暖減緩現象�？傮w來看,未來降水、徑流變化趨勢基本保持一致,呈增加趨勢。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：內蒙古農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P333


本文編號：1620621