氣候變化與人類活動對環(huán)境的影響一直以來都是水文行業(yè)工作者的研究重點和研究熱點。近年來,在氣候變化以及人類活動的共同影響下,全球許多流域的徑流量都出現(xiàn)了較為嚴重的減少趨勢。但對于兩者在不同流域條件下對徑流的貢獻研究,不同的學(xué)者有著不同的分類鑒別方法。相較于定性籠統(tǒng)的分析,定量細致的分析更能得到有價值的結(jié)論,也更能為政策的制定以及后續(xù)環(huán)境和資源工作的開展提供相應(yīng)的依據(jù)。系統(tǒng)厘清和量化氣候變化以及人類活動對流域徑流變化的影響,對于研究流域水循環(huán)、水生態(tài)以及流域水資源的合理開發(fā)與利用具有重要的科學(xué)意義,同時也對社會經(jīng)濟的綠色可持續(xù)發(fā)展具有一定的戰(zhàn)略意義。為對氣候變化與人類活動對徑流的影響進行系統(tǒng)而全面的分析,本文選擇了海河流域作為研究區(qū)域,分別以海河流域受人類活動影響較為顯著的漳河上游流域和受人類活動不顯著的灤河上游流域作為研究對象。通過序列突變檢驗方法檢驗出了兩流域徑流的突變點,并根據(jù)突變檢驗的結(jié)果以及流量均值為基礎(chǔ)建立了徑流變化歸因影響評價模型。同時根據(jù)氣象數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料建立了兩流域的SWAT模型,并利用模型模擬了兩流域的天然徑流量。經(jīng)過上述研究分析,本文的主要成果如下:(1)借助長系列的歷史資料,利用SWAT模型模擬了兩流域近60年的天然徑流數(shù)據(jù),并利用SWAT-CUP選擇出適合于兩流域的率定參數(shù),最終完成了模型的率定和驗證工作。(2)基于SWAT模型以及徑流變化歸因分析的影響評價模型,對兩流域氣候變化以及人類活動對徑流影響的貢獻率進行了計算,其結(jié)果顯示,漳河上游流域近60年的徑流變化主要受到人類活動的影響,在全序列條件下,人類活動的貢獻率為59%,而在平水年與枯水年份,人類活動因素的貢獻率更高,為65%;灤河上游流域的徑流變化主要受到氣候變化的影響,且其貢獻率為89%,同時對比模擬徑流與實測徑流發(fā)現(xiàn),SWAT模型對降水?dāng)?shù)據(jù)輸入的短時大范圍變化較為敏感。(3)通過對兩流域氣候因素以及人類活動因素進行分別分析,發(fā)現(xiàn)以人類活動為主導(dǎo)因素的漳河上游流域其變異點出現(xiàn)的時間與渠道通水的時間一致,以氣候變化為主要因素的灤河流域其變異點產(chǎn)生的時間與暴雨出現(xiàn)的時間一致,此結(jié)果一方面說明影響評價模型的效果較好,另一方面也對影響評價模型的結(jié)果進行了補充說明。(4)通過對以氣候變化為主要因素的灤河上游流域以及受人類活動影響為主的漳河上游流域進行對比可以發(fā)現(xiàn),在氣候變化單一因素的影響下,兩流域徑流量的穩(wěn)定性相較之前并沒有太大的變化,但如果加以人類活動的影響,則漳河上游流域呈現(xiàn)出趨勢變化相對劇烈,徑流的離散程度較高的特性,且在平水年和枯水年,實際徑流量較模擬的天然徑流量有著顯著的減少。表明人類活動對徑流過程的影響更為劇烈,呈現(xiàn)明顯非平穩(wěn)性特征。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P333.1
【部分圖文】：

基于 SWAT模型的氣候變化和人類活動對海河流域徑流的影響解析得此段河床的平均比降達 3.1/1000 但相對于此處的高比降，由于河道水量不足，此處的水能資源并不豐富；中游河段由于最終來到華北平原，其河床高程由 423m 降至25m，河道比降僅為 1/1000，但相較于上游河段，此處水量有了明顯的增長，其水能的理論儲備量也較上游有了明顯的提升；河口段基本屬于灤河三角洲地區(qū)，河床主要由粒徑較小組成，而河漫灘由于河道的淤積，其組成成分主要包括亞粘土和亞沙土。由于此段河流的水流速度緩慢，使得泥沙不斷在河口淤積，三角洲區(qū)域也呈現(xiàn)出外擴的態(tài)勢。

圖 3 徑流影響評價模型Fig.3 The impact model of runoff該模型以天然時期流域的徑流量為基準，則后期實測徑流量與天然徑流量之間的差值就包含氣候變化與人類活動兩部分的影響。對于兩者影響的分割方法為：以天然徑流序列發(fā)生突變的時間為界，分別推求突變點前后模擬徑流量與實測徑流量的均值，并以實測徑流的變化量作為徑流變化的總量，以模擬徑流的變化量作為由氣候變化所引起的變化量，以兩者的差值作為人類活動引起的變化量，最后以徑流變化總量作為基準，以推求兩種影響因素的貢獻率。評價模式的具體公式如下： Q Qh Qn（7） Q c Qc Qn（8） Q h Qh Qc（9）QQcWc （10）Qh

圖 4 SWAT模型陸面水文模型循環(huán)示意圖Fig.4 Land surface hydrological model cycle diagramAT 模型采用了模塊化的設(shè)計思路，對水循環(huán)中不同的環(huán)節(jié)文模塊的具體構(gòu)成具體分為：表徑流模塊徑流，SWAT 模型提供了兩種計算地表徑流的方法： 方法。由于資料等基礎(chǔ)條件受限，且 Green&Ampt 方法對降此本文采用 SCS 曲線方法來計算地表徑流，其方程如下：()()2RISRIQdayadayasurf surf為徑流量，Rday為降雨量，Ia為初損量，S 為持水量。其10)1000 25 .4( CNS

【參考文獻】

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本文編號：2811718