【摘要】：受氣候變化和人類活動的雙重影響,流域系統(tǒng)已不能及時發(fā)揮自我調(diào)節(jié)和調(diào)控功能以應(yīng)對變化的環(huán)境條件,流域內(nèi)發(fā)生了一系列顯著的環(huán)境問題和自然災(zāi)害事件,例如,水污染狀況加劇、洪旱災(zāi)害頻發(fā)。流域模型提供了一種有效的方式,可以實現(xiàn)流域系統(tǒng)主要的物理、社會經(jīng)濟(jì)和政治要素的綜合研究。但是,復(fù)雜的流域系統(tǒng)和環(huán)境變化條件使得流域模型研究必須考慮、反映和分析不確定性。水文模型的輸入、參數(shù)和結(jié)構(gòu)都存在不確定性,開展水文模擬時需要量化和評估這些不確定性,并要求開發(fā)不確定性的處理方法以減小模擬的不確定性。流域管理模型需要綜合考慮輸入和參數(shù)的不確定性,以實現(xiàn)不確定性條件下的水資源和土地資源利用的規(guī)劃與管理。因此,本文從不確定性的水文模擬與流域管理模型出發(fā),分析了流域降雨徑流序列的非一致性趨勢變化,進(jìn)而應(yīng)用SLURP水文模型模擬了香溪河流域的水文過程,同時考慮不同流域劃分水平對SLURP水文模擬的影響并評估了參數(shù)和模擬的不確定性。在此基礎(chǔ)上,開發(fā)了一個能夠處理輸入不確定性的庫區(qū)流域分布式水文模型。為研究不確定性的流域管理模型,分別開發(fā)了模糊約束的梯級水庫生態(tài)調(diào)度模型和不確定性的流域土地利用優(yōu)化管理模型。論文主要的研究工作及創(chuàng)新性成果如下： (1)聯(lián)合應(yīng)用多種趨勢分析方法檢驗和解譯了香溪河流域降雨徑流序列可能存在的趨勢。識別了降雨徑流各統(tǒng)計量序列的趨勢、趨勢初始點(diǎn)和變異點(diǎn)。減小的趨勢主要存在于徑流序列,而9月份月降雨量的減少也存在統(tǒng)計顯著性。徑流序列的趨勢多發(fā)生于70年代,并且在1988年以后,徑流的統(tǒng)計特性發(fā)生了改變。因此,流域降雨徑流關(guān)系也相應(yīng)地變化。導(dǎo)致這些變化的主要原因是人類活動,尤其是水利工程建設(shè)的影響。 (2)應(yīng)用SLURP模型實現(xiàn)了香溪河流域分布式的水文模擬,并依據(jù)不同的流域劃分水平對比研究了模型表現(xiàn)、模擬的水量平衡組分和不同下墊面類型的徑流模擬貢獻(xiàn)量。增加的流域劃分水平可以提高水文模型效率,但是對水文過程模擬的改善有限,而不同流域劃分水平下水量平衡組分和下墊面徑流量的模擬變化較大。較精細(xì)的流域劃分水平下模型參數(shù)的靈敏性降低,模擬結(jié)果的差別變小,從而有助于水文模擬結(jié)果趨向穩(wěn)定。 (3)基于馬爾科夫蒙特卡洛的貝葉斯方法分析了SLURP水文模型參數(shù)和模擬的不確定性,并研究了不同流域劃分水平的影響。不同流域劃分水平下,水文模型參數(shù)的不確定性變化較大,而增加流域劃分水平有助于降低日徑流量模擬的不確定性。但是,存在一定的流域劃分水平,增加流域劃分不利于水文模型可靠性的改進(jìn)。研究結(jié)論可為水文模型的實際應(yīng)用提供參考。 (4)開發(fā)了一個基于機(jī)會約束控制的庫區(qū)流域分布式水文模型。通過將降雨強(qiáng)度用隨機(jī)分布來描述,開發(fā)的水文模型能夠處理降雨輸入在時間尺度上的不確定性,并能將降雨輸入尺度效應(yīng)的影響有效地反映在流域水文模擬過程,改善地表徑流產(chǎn)量的計算。與SLURP水文模型對比,模型效率和表現(xiàn)均得到明顯地改善,尤其是徑流量偏差得到有效控制。 (5)開發(fā)了不確定性的梯級水庫系統(tǒng)生態(tài)調(diào)度模型和流域土地利用管理模型。梯級水庫生態(tài)調(diào)度模型將模糊的下游生態(tài)流量需求作為約束引入調(diào)度模型,并提出了模糊約束的自適應(yīng)遺傳算法求解規(guī)劃模型,實現(xiàn)了水力發(fā)電效益的最大化,并有效地平衡了水力發(fā)電調(diào)度和下游生態(tài)用水的矛盾。不確定性的土地利用優(yōu)化管理模型綜合考慮了區(qū)間、模糊和隨機(jī)的不確定性,并通過兩階段的決策過程對土壤侵蝕進(jìn)行控制,最終實現(xiàn)了不確定性條件下流域系統(tǒng)凈收益的最大化。
【圖文】：

約 3200 km2，海拔約 1200~2000 tn，經(jīng)煒度范圍為 110°25'-111°06' E 至31°04'-31°34'N之間（如圖2-1所示）》香溪河干流總長度約94 km，河口距三峽大壩34.5 km，與源頭高差2995 m,平均坡降為14.2%o[66]。香溪河是三峽現(xiàn)首的第一條支流，共有兩條源頭：一為東河，發(fā)源于神龍架林區(qū)騾馬店，由東向西折向東南流；二為西河，發(fā)源于神農(nóng)架林區(qū)的紅河，，由西向東南流。東西兩條支流在高陽鎮(zhèn)以西2.5 km處的響灘合流，流經(jīng)神農(nóng)架林區(qū)的木魚、紅花和興山縣的湘坪、南陽、高陽、峽口，最終在姊歸縣香溪鎮(zhèn)注入長江。(2)地質(zhì)地貌香溪河流域隸屬大巴山和巫山余脈，均系高山半高山區(qū)。流域內(nèi)1000 m以上的高峰眾多

華北電力大h■"片位論文和232.7 mm。圖2-2表示4個氣象站日降雨量的頻率分布。由圖可知，香溪河流域沒Q嚪⑸滌甑奶焓

本文編號：2524403