無(wú)定河流域水沙情勢(shì)及變異特性研究

發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 05:17

【摘要】：近幾十年來(lái),受氣候變化和人類活動(dòng)的共同影響,無(wú)定河流域水沙情勢(shì)發(fā)生了明顯的改變,徑流量與輸沙量均呈現(xiàn)劇烈減少的變化特征,其時(shí)間序列也表現(xiàn)為顯著的非線性和復(fù)雜性。鑒于徑流和輸沙過(guò)程均發(fā)生復(fù)合型的水文變異,各種變異類型互相交織疊加,致使通過(guò)單一方法難以認(rèn)識(shí)其變異規(guī)律。因此,本文從水沙變化規(guī)律、徑流及輸沙量變異類型識(shí)別以及水沙變異驅(qū)動(dòng)因素分析這3個(gè)方面出發(fā),對(duì)無(wú)定河流域10個(gè)水文站的徑流量、輸沙量序列及其水沙關(guān)系的變異特性進(jìn)行研究分析,以期能夠識(shí)別無(wú)定河流域水沙變異的規(guī)律與驅(qū)動(dòng)原因。研究?jī)?nèi)容及相關(guān)成果如下:(1)水沙規(guī)律識(shí)別通過(guò)分析無(wú)定河流域10個(gè)水文站的水沙年際變化可知,自20世紀(jì)70年代以來(lái),無(wú)定河流域水沙情勢(shì)發(fā)生了明顯變化,流域內(nèi)各個(gè)水文站的徑流量和輸沙量都出現(xiàn)顯著減少的現(xiàn)象,且年際變化較大。同時(shí),通過(guò)徑流量單累積曲線以及徑流量-輸沙量雙累積曲線探討無(wú)定河流域的水沙關(guān)系變化,可知各個(gè)代表站的水沙關(guān)系依舊處于穩(wěn)定的狀態(tài),沒有表現(xiàn)出系統(tǒng)性的明顯偏離;但在徑流-輸沙量的時(shí)域變化層面上則出現(xiàn)了突變的情況,變異時(shí)間多集中于1970-1978年之間,變異點(diǎn)前后的水沙關(guān)系大致保持穩(wěn)定狀態(tài)(除韓家峁水文站外)。(2)徑流及輸沙量變異類型檢驗(yàn)將10個(gè)代表站的徑流、輸沙量序列作為檢測(cè)的對(duì)象,整合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法、STARS法和迭代累積平方和(ICSS)法構(gòu)建了一套多方法耦合的水文變異類型檢驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)各站年徑流量及輸沙量序列進(jìn)行趨勢(shì)變異、均值變異、方差變異的診斷識(shí)別。結(jié)果表明:無(wú)定河流域10個(gè)站點(diǎn)的徑流量以及輸沙量序列的變異類型各不相同,多種不同的變異類型相互交織,如:趨勢(shì)和均值雙重變異,均值跳躍和方差雙重變異、趨勢(shì)和方差雙重變異以及趨勢(shì)、均值和方差三重變異等。此外,在徑流序列中也檢測(cè)出單一類型的變異特征。遂可知,在氣候變化、下墊面變化以及人類活動(dòng)的共同作用下,無(wú)定河流域河道徑流及輸沙量的天然演進(jìn)受到影響,變得愈加復(fù)雜,逐步向多種變異類型相互重疊交織的復(fù)雜方向變化。(3)水沙變異驅(qū)動(dòng)因素解析針對(duì)無(wú)定河流域徑流量及輸沙量序列普遍存在復(fù)合變異的情況,提出基于徑流量和輸沙量數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)解析方法,即通過(guò)各站徑流及輸沙量序列的三個(gè)構(gòu)造的分解合成序列,即Residual序列、IMFs序列及平穩(wěn)化IMFs序列,計(jì)算其與降水、蒸發(fā)、淤地壩攔截水量、水庫(kù)蓄水量、農(nóng)灌用水量的相關(guān)關(guān)系,并結(jié)合流域?qū)嶋H情況來(lái)判斷引起對(duì)應(yīng)序列發(fā)生變異的具體物理原因。結(jié)果表明:年輸沙量序列的趨勢(shì)變異由淤地壩建設(shè)及NDVI變化共同驅(qū)動(dòng);均值跳躍變異主要由降水及淤地壩建設(shè)的變化共同驅(qū)動(dòng);方差變異則主要由降水與NDVI變化引起。年徑流量序列的趨勢(shì)變異由蒸發(fā)、淤地壩建設(shè)、水庫(kù)建設(shè)及農(nóng)灌用水量的變化共同驅(qū)動(dòng);均值跳躍變異主要由降水、水庫(kù)建設(shè)及農(nóng)灌用水量的變化共同驅(qū)動(dòng);方差變異則主要由降水變化引起。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P333
【圖文】：