【摘要】：水是任何人類活動都離不開的物質(zhì)。近年來，我國華北地區(qū)的地表水來水量逐漸減少，地下水水位持續(xù)下降，社會用水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降水量，水資源供需矛盾日益加劇。因此，利用合理的方法研究密云水庫流域的徑流變化特征、水循環(huán)及水環(huán)境演化規(guī)律，對于優(yōu)化配置和合理利用水資源以及解決相關(guān)的自然生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)問題有著重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。 本文先選用線性回歸法分析了密云水庫流域約50年的降水、氣溫和徑流數(shù)據(jù)的變化趨勢；然后，選取分布式水文模型ArcSWAT模擬密云水庫流域的地表徑流，經(jīng)判定得出該模型適用于研究區(qū)；之后，改變氣候條件、土地利用方式，對比研究了各個不同情景下的徑流情況。主要結(jié)論包括以下幾個方面： （1）采用線性回歸法分析了密云水庫流域近半個世紀(jì)的歷史降水、氣溫和徑流數(shù)據(jù)的變化趨勢，結(jié)果為：研究區(qū)的年際歷史氣溫呈現(xiàn)上升趨勢；年際歷史降水和歷史徑流均呈下降趨勢；年內(nèi)氣溫、降水和徑流均在夏季最高，冬季最低。 （2）利用密云水庫流域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了ArcSWAT模型，模擬了研究區(qū)的月徑流。分別選取潮河入庫控制站下會水文站、白河入庫控制站張家墳水文站，用1990-1996年校準(zhǔn)模型，用1997-2001年驗(yàn)證模型。結(jié)果表明：下會水文站在校準(zhǔn)期和驗(yàn)證期的相對誤差Re分別為3.98%和12.97%，相關(guān)系數(shù)R2分別為0.84和0.77，效率系數(shù)Ens分別為0.69和0.70；張家墳水文站在校準(zhǔn)期和驗(yàn)證期的相對誤差Re分別為2.2%和10.17%，相關(guān)系數(shù)R2分別為0.79和0.80，效率系數(shù)Ens分別為0.71和0.70。兩個水文站均分別同時滿足三個模型評價指標(biāo)，證明SWAT模型在密云水庫流域具有很好的適用性。 （3）在上述研究成果基礎(chǔ)上，比較了在1980年和2000年的不同土地利用類型下的年徑流量，結(jié)果是后者的年徑流量稍微大一些。然后，利用假定氣候情景法設(shè)定了24種未來氣候情景，對比分析了所有氣候情景下產(chǎn)生的徑流量大小，結(jié)果表明：在密云水庫流域，降水量的增大、氣溫的降低都會促進(jìn)年徑流的增加，而且降水變化對徑流的影響更顯著。
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圖片說明： 2.1 自然地理概況2.1.1 地理位置密云水庫是我國華北平原地區(qū)最大的水庫，位于北京地區(qū)的密云縣內(nèi)，其由潮白河流域的兩個大支流白河和潮河匯流而成，所控制的流域面積為 15788km2。其中，潮河的發(fā)源地在河北省承德豐寧縣境內(nèi)，距離主壩壩址的長度為 220km；白河的發(fā)源地在河北省張家口沽源縣境內(nèi)，距離主壩壩址的長度為 248km。密云水庫處在北緯 40°20′~41°45′、東經(jīng) 115°25′~117°30′之間。本文的研究區(qū)密云水庫流域指的是該水庫上游所控制的潮白河流域，其地理位置如圖 2-1 所示。
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圖片說明： 圖 5-1 密云水庫流域 DEM 圖5.3 掩膜和水系圖可以用一個覆蓋在 DEM 之上的 Mask 掩膜界定 SWAT 模型要處理的有效空間數(shù)據(jù)范圍，這樣可以縮短模型運(yùn)行的時間。同樣，ArcSWAT 模型可以自行在 DEM 數(shù)據(jù)上提取流域河網(wǎng)，但是 DEM 的地圖網(wǎng)格在那些地勢低洼處判斷出的河流位置并不很精確，這種方式制作的河網(wǎng)會和實(shí)際河網(wǎng)有一定偏差。因此，本研究采用 ArcGIS 軟件處理高精度 DEM 數(shù)據(jù)，，經(jīng)過洼地填充 、匯流累積等步驟提取河網(wǎng)，把水系圖導(dǎo)入 SWAT 模型來保證模擬的精度。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TV121

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2514556