發(fā)布時間：2020-08-13 13:48

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,海河流域水資源短缺越發(fā)嚴重,再加上地下水超采以及水質惡化等問題,導致區(qū)域水資源危機加劇,對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。在此背景下,本研究以海河山區(qū)為研究區(qū)域,選取研究區(qū)內的66個流域作為本研究的研究對象,基于區(qū)域1957-2000年水文、氣象、土地利用、地形地貌等數(shù)據(jù),分析了氣候變化與人類活動對區(qū)域徑流泥沙的影響,探討了流域形狀、地形、降水因子、土地利用等因子對流域徑流、泥沙、枯／洪水、水質等水文過程的影響,并單獨分析了森林植被對流域徑流和流域輸沙的影響。研究結果如下：(1)在研究時段1957-2000年間,研究區(qū)內的氣象因子變化趨勢為降水存在不明顯的下降趨勢,氣溫有明顯的上升趨勢,潛在蒸散發(fā)有明顯的下降趨勢；土地利用變化趨勢不明顯：水文要素變化波動較為劇烈,年徑流、年輸沙及年洪水總量均存在明顯的下降趨勢,年枯水流量有不太明顯的增加趨勢,其中逐年徑流量和逐年輸沙模數(shù)分別在1980年和1967年發(fā)生突變。(2)研究區(qū)流域徑流對降水、潛在蒸散發(fā)和干燥度指數(shù)的敏感性系數(shù)εp、εEp、εφ分別約為3.51、-2.51和-2.75,結果表明,降水量、潛在蒸散發(fā)量與干燥度指數(shù)分別每提高100%,則流域徑流將分別增加35.1%、減少25.1%和減少27.5%；各敏感性系數(shù)的絕對值均與系數(shù)(Q/P)表現(xiàn)出十分顯著的非線性負相關關系(Y=ax-b),與干燥度指數(shù)φ均表現(xiàn)出一定的正相關關系(Y=ax+b),表明徑流量越小、氣候越干旱的地區(qū),氣候變化的影響越大。(3)在區(qū)域徑流泥沙變化過程中,人類活動的影響占主要地位,而氣候變化的影響占次要地位,；其中,在區(qū)域徑流變化過程中,氣候變化與人類活動的貢獻率分別為30.85%和68.33%；在區(qū)域泥沙變化過程中,氣候變化與人類活動的貢獻率為29.11%和70.89%；結果表明,在海河山區(qū),人類活動對流域水文要素變化的貢獻率約70%左右,而氣候變化的貢獻率僅30%左右。(4)流域徑流各類影響因子的貢獻率大小為：土地利用(67.63%)降水因子(16.92%)流域地形因子(11.77%)流域形狀因子(3.68%)；流域輸沙模數(shù)各類影響因子的貢獻率大小為：土地利用(45.32%)流域地形因子(27.66%)降水因子(19.62%)流域形狀因子(7.41%)；結果表明,影響流域徑流泥沙的因素中,影響最大的因子為土地利用因子；。(5)研究區(qū)森林植被能夠明顯的減少流域徑流量,每1%覆蓋率的森林、草地、耕地農作物減少流域徑流量分別為1.46mm.1.21mm.1.22mm;在降水量越高、氣候越濕潤的地區(qū),植被對流域徑流的影響越大,而在海拔越高的地區(qū),其影響越小。流域森林和草地能一定程度上減少流域輸沙,當森林覆蓋率大于60%、林草覆蓋率大于80%時,減沙效果明顯。(6)不同影響因素對流域枯/洪水的影響過程中,貢獻率較高的影響因子為流域地形因子與流域土地利用因子,兩者的對流域洪水總量和枯水流量的貢獻率可達70%以上。其中,森林、草地和耕地農作物能夠均能一定程度的減少洪水總量；對枯水流量的影響中,森林、草地有一定的增加枯水流量的作用,而耕地、城鎮(zhèn)建設等在一定程度上減少枯水流量。(7)在影響流域水質的各因素中,無論是對流域總徑流水質還是枯水徑流水質或洪水徑流水質,均為土地利用因子的影響最大；而土地利用因子中,林地、草地、耕地、城鎮(zhèn)建設用地等四類土地利用類型對流域水質的影響最為明顯,其貢獻率的和可達70%-90%。
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P333
【圖文】：

占總面積的三分之二，平面面積占三分之一，兩者之間有明顯的分界線；流域涉逡逑及北京和天津全境、河北省的絕大部分、山西省和山西的一部分，還涉及河南、逡逑內蒙古和遼寧省的少部分區(qū)域，流域范圍如圖２－１所示。逡逑W灥逡逑圖２－１海河流域位置范圍示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｈａｉｈｅ邋Ｒｉｖｅｒ邋Ｂａｓｉｎ逡逑２．邋２海河山區(qū)逡逑海河水利委員會依據(jù)不同流域的水資源量概況，對流域進行三級分區(qū)，共劃逡逑分了邋１５個區(qū)域，依據(jù)該分區(qū)結果，以及流域數(shù)字高程地形圖，本研究劃分出了逡逑海河山區(qū)的主要范圍，涉及分區(qū)結果中的７個分區(qū)（圖２－２ａ），基本覆蓋了流域逡逑內的所有山區(qū)范圍，能夠滿足研究的需要。逡逑海河山區(qū)包括海河流域的西部和西北部地區(qū)，地理坐標為３５°３’？４２°４３’Ｎ和逡逑１１１°５７’？１１９°３５’Ｅ之間，研究區(qū)海拔涉及６￣２９４０ｍ，總面積約為１８．６４ｘｌ０４ｋｍ２，逡逑是海河流域的主要產(chǎn)水區(qū)。植被有明顯的瑋度變化，從北部的干草原和森林草原逡逑逐漸向南部計闊混交林、落葉闊葉林變化

占總面積的三分之二，平面面積占三分之一，兩者之間有明顯的分界線；流域涉逡逑及北京和天津全境、河北省的絕大部分、山西省和山西的一部分，還涉及河南、逡逑內蒙古和遼寧省的少部分區(qū)域，流域范圍如圖２－１所示。逡逑W灥逡逑圖２－１海河流域位置范圍示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｈａｉｈｅ邋Ｒｉｖｅｒ邋Ｂａｓｉｎ逡逑２．邋２海河山區(qū)逡逑海河水利委員會依據(jù)不同流域的水資源量概況，對流域進行三級分區(qū)，共劃逡逑分了邋１５個區(qū)域，依據(jù)該分區(qū)結果，以及流域數(shù)字高程地形圖，本研究劃分出了逡逑海河山區(qū)的主要范圍，涉及分區(qū)結果中的７個分區(qū)（圖２－２ａ），基本覆蓋了流域逡逑內的所有山區(qū)范圍，能夠滿足研究的需要。逡逑海河山區(qū)包括海河流域的西部和西北部地區(qū)，地理坐標為３５°３’？４２°４３’Ｎ和逡逑１１１°５７’？１１９°３５’Ｅ之間，研究區(qū)海拔涉及６￣２９４０ｍ，總面積約為１８．６４ｘｌ０４ｋｍ２，逡逑是海河流域的主要產(chǎn)水區(qū)。植被有明顯的瑋度變化，從北部的干草原和森林草原逡逑逐漸向南部計闊混交林、落葉闊葉林變化

ＡｒｃＧＩＳ邋１０．０軟件為平臺，利用ＡｒｃＨｙｄｒｏ邋Ｔｏｏｌｓ插件來提取流域范圍。研究流域逡逑共計６６個，控制面積從幾十平方公里到上萬平方公里范圍內均有涉及，研宄流逡逑域相關信息及分布見表２－１與圖２－３。逡逑廣邋ｓ邋＞邋；ｉ，邋，／邋NB逡逑ｊＷ邐４．．，＞邋＼邐＼邐＾邋？／逡逑／邋丫－：＼邋－ＯＴｆ邋／逡逑Ｉ．，一ｆ—ｙｊ、．．．．．…各邋Ｔ邋＼邋ｆ＾ｊｍ邋（邋／邐ｆ—逡逑／邋＼邋Ｉ邋／邋／邋NB邐０邋－邋５０邋■邋２０９邋３９Ｃ邋４８ｅ逡逑ｆ邋？Ｚ邐邐＾■？Ｉ：邋，１、：口邐逡逑ｓｉｉ—ｆｃ．邐Ｉｊｒｔｗｉ逡逑圖２－３實驗流域位置示意圖逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ逡逑１６逡逑

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本文編號：2792079