本文關鍵詞：寧夏黃河流域氣候與土地利用變化及其對徑流影響研究

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【摘要】：寧夏地處西北內陸干旱半干旱地區(qū),降水稀少,地下水缺乏,黃河及其支流成為重要的生產(chǎn)和生活水源,水資源短缺是當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展的主要制約因素之一。氣候變化和土地利用變化使得區(qū)域性的降水格局及水資源利用格局均發(fā)生了一定的改變,在很大程度上影響了流域水文狀況。本文以寧夏黃河流域為研究對象,分析了1980—-2010年流域氣候要素變化,并結合遙感和地理信息系統(tǒng)技術,分析流域1985—-2010年土地利用及景觀破碎化格局的變化特征�；跉夂蚝屯恋乩脷v史數(shù)據(jù)構建未來發(fā)展變化情景,在此基礎上利用SWAT模型分析研究寧夏黃河流域內清水河子流域徑流對未來氣候和土地利用變化的響應。主要結論如下：(1)依據(jù)寧夏氣候區(qū)劃及降水和氣溫的空間分布特征,將寧夏黃河流域分為北部、西部、中部、東部和南部5個區(qū)域,分析其氣候變化。結果顯示,1980—-2010年寧夏黃河流域整體降水呈緩慢下降變化,氣溫呈顯著的上升變化；流域北部和東部區(qū)域年降水量呈現(xiàn)出不顯著增加變化,流域西部、中部和南部區(qū)域年降水呈現(xiàn)不顯著下降變化,其中南部區(qū)域的下降變化最為明顯；1980-2010年流域各區(qū)域的平均氣溫除東部外均呈現(xiàn)顯著升高的變化,氣溫增幅大小順序為南部、北部、西部、中部和東部�？傮w來看,在1980-2010年間,流域整體及流域西部、中部和南部氣候向暖干化發(fā)展變化,北部和東部總體呈暖濕化發(fā)展變化。(2)1985—2010年間寧夏黃河流域的主導土地利用類型是草地和耕地,25年間面積增加的是林地、水域、建設用地和耕地,面積減小的是草地和未利用地。各種土地利用類型在25年間的遷移變化主要體現(xiàn)為草地向耕地的轉變,未利用地向草地和耕地的轉變,以及耕地向建設用地和草地的轉變。6種土地利用類型的重心均分布在流域中部的吳忠市或其邊界處,重心遷移最明顯的是水域和未利用地。土地利用變化的熱點地區(qū)也由前期的4個增加為后期的9個,主要分布在流域北部。(3)使用有效粒度尺寸(meff)對流域景觀破碎化進行數(shù)量和空間上的分析,在數(shù)量上顯示2010年流域整體的破碎化程度較1985年呈加劇變化,各流域分區(qū)除引黃區(qū)間外,其余分區(qū)破碎化程度也均有所加劇。景觀破碎化指數(shù)的空間變異特征呈現(xiàn)為破碎化程度較大的區(qū)域面積明顯多于破碎化程度弱的區(qū)域,主要分布于流域南部清水河、東部鹽池內流區(qū)等區(qū)域,并且2010年破碎化程度和范圍較1985年具有明顯增加,景觀破碎化空間異質性表現(xiàn)出明顯的上升趨勢。(4)選取寧夏黃河流域境內最大子流域清水河流域作為流域水文研究對象,建立流域數(shù)據(jù)庫,構建清水河流域SWAT模型,流域共劃分為28個子流域,120個水文響應單元。利用韓府灣和泉眼山水文站2000—-2011年實測月徑流數(shù)據(jù),以2000年作為模型預熱期,2001—2005年作為模型參數(shù)率定期,并以2006—-2011年作為模型驗證期,對模型進行率定和驗證。結果表明對流域徑流影響最大的幾個參數(shù)分別為SCS徑流曲線參數(shù)(CN2)、主河道曼寧系數(shù)(CH N2)、最大覆蓋度參數(shù)(CANMX)、河岸蓄水基流α系數(shù)(ALPHA_BNK)和土壤可利用水量參數(shù)(SOL AWC)等。通過參數(shù)率定和模型驗證,流域韓府灣站和泉眼山站的模擬精度均滿足研究需求(R20.6,Ens0.5),說明已構建的SWAT模型適用于清水河流域的徑流模擬。(5)根據(jù)歷史氣候和土地利用變化設置2020年發(fā)展變化情景,并以此作為清水河流域SWAT模型的輸入數(shù)據(jù),對流域未來徑流進行模擬。結果表明：①流域徑流量變化對降水變化的響應比氣溫變化的響應大,降水減少和氣溫升高的綜合作用對流域徑流影響最為顯著。②未來3種土地利用情景均會較大程度的增加2020年流域河流徑流量,其中自然增長情景下流域徑流有最大程度的增加,其次為林地保護情景和規(guī)劃情景。③未來最有可能發(fā)生的3種土地利用和氣候變化的結合情景下流域徑流均會有不同程度的下降,規(guī)劃情景和氣候變化結合情景徑流下降變化最大,自然增長情景和氣候變化結合情景的徑流變化最小。(6)坡耕地和生態(tài)用地的增加均有助于流域徑流增加,但坡耕地增加可能導致水土流失等一系列的生態(tài)環(huán)境問題,因此未來若要增加流域徑流量、改善自然生態(tài)環(huán)境,要在減少和改善丘陵山區(qū)坡耕地的同時,加快林地、水域等生態(tài)用地的建設,以此增加地表徑流。此外,地表林地、草地、水域等均在一定程度上能夠改善區(qū)域小氣候,降低地表溫度,減少水分的蒸發(fā),對地表徑流的產(chǎn)生也具有積極作用。
【關鍵詞】：寧夏黃河流域 氣候變化 土地利用變化 SWAT模型 徑流
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P343
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 氣候與土地利用變化對水資源的影響12-14
• 1.2.2 氣候和土地利用變化預測14-16
• 1.2.3 水資源變化的模型模擬16-18
• 1.3 研究目的、內容及創(chuàng)新點18-20
• 1.3.1 研究目的18-19
• 1.3.2 研究內容19
• 1.3.3 論文研究的創(chuàng)新點19-20
• 1.4 技術路線20-22
• 第2章 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)預處理22-28
• 2.1 研究區(qū)域概況22-25
• 2.1.1 研究區(qū)域范圍22-23
• 2.1.2 自然地理特征23-24
• 2.1.3 社會經(jīng)濟條件24-25
• 2.2 數(shù)據(jù)收集及預處理25-28
• 2.2.1 數(shù)據(jù)及其來源25
• 2.2.2 數(shù)據(jù)預處理25-28
• 第3章 寧夏黃河流域歷史氣候要素變化分析28-54
• 3.1 研究背景28
• 3.2 研究方法28-31
• 3.2.1 線性傾向分析及顯著性檢驗28
• 3.2.2 氣候要素趨勢變化及突變檢測28-29
• 3.2.3 流域氣候要素分區(qū)29-31
• 3.3 結果與分析31-52
• 3.3.1 流域降水變化及趨勢性檢驗31-42
• 3.3.2 流域氣溫變化及趨勢性檢驗42-52
• 3.4 結論與討論52-54
• 第4章 寧夏黃河流域土地利用時空變化分析及預測54-74
• 4.1 寧夏黃河流域土地利用時空變化特征分析54-62
• 4.1.1 研究背景54
• 4.1.2 研究方法54-55
• 4.1.3 結果與分析55-61
• 4.1.4 結論61-62
• 4.2 寧夏黃河流域景觀破碎化格局分析62-67
• 4.2.1 研究背景62
• 4.2.2 研究方法62-63
• 4.2.3 結果與分析63-67
• 4.2.4 結論67
• 4.3 基于CA-Markov模型的寧夏黃河流域土地利用預測67-74
• 4.3.1 研究方法67-69
• 4.3.2 結果與分析69-72
• 4.3.3 結論72-74
• 第5章 清水河流域SWAT模型構建74-90
• 5.1 SWAT模型開發(fā)歷程及水文過程模擬原理74-80
• 5.1.1 SWAT模型的開發(fā)歷程74
• 5.1.2 SWAT模型水文模擬原理74-80
• 5.2 清水河流域SWAT模型建立80-85
• 5.2.1 模型數(shù)據(jù)庫構建80-84
• 5.2.2 流域空間離散化84-85
• 5.2.3 模型數(shù)據(jù)輸入及運行85
• 5.3 清水河流域SWAT模型適用性評價85-90
• 5.3.1 SWAT-CUP工具85
• 5.3.2 模擬結果評價方法85-86
• 5.3.3 參數(shù)敏感性分析及率定86-87
• 5.3.4 模型驗證87-88
• 5.3.5 結論與討論88-90
• 第6章 氣候和土地利用變化情景下清水河流域徑流模擬90-96
• 6.1 研究背景90
• 6.2 未來氣候和土地利用變化情景設置90-92
• 6.2.1 未來氣候變化情景90-91
• 6.2.2 未來土地利用變化情景91
• 6.2.3 流域未來氣候和土地利用結合變化情景91-92
• 6.3 結果與分析92-94
• 6.3.1 未來氣候變化下流域徑流變化92
• 6.3.2 未來土地利用情景下流域徑流變化92-93
• 6.3.3 未來氣候與土地利用結合變化下流域徑流變化93-94
• 6.4 結論與討論94-96
• 第7章 結論與展望96-98
• 7.1 主要結論96-97
• 7.2 不足與展望97-98
• 參考文獻98-110
• 致謝110-112
• 在校期間發(fā)表論文112

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 祁元;王一謀;王建華;顏長珍;;寧夏土地利用時、空變化及其驅動機制[J];冰川凍土;2005年06期

2 于興修,楊桂山;中國土地利用/覆被變化研究的現(xiàn)狀與問題[J];地理科學進展;2002年01期

3 王中根,劉昌明,黃友波;SWAT模型的原理、結構及應用研究[J];地理科學進展;2003年01期

4 高江波;蔡運龍;;區(qū)域景觀破碎化的多尺度空間變異研究——以貴州省烏江流域為例[J];地理科學;2010年05期

5 何丹;金鳳君;周t，

本文編號：546533