【摘要】：多數(shù)學(xué)者對(duì)于徑流變化的趨勢(shì)及模擬預(yù)測(cè)大多集中在我國(guó)主要河流及其支流的研究方面,而對(duì)于資料相對(duì)缺乏的北方半干旱地區(qū)與高原內(nèi)陸河草原流域氣候波動(dòng)和人類活動(dòng)影響下的徑流特征分析及模擬預(yù)測(cè)方面的研究卻鮮有文獻(xiàn)報(bào)道,因此,本文以內(nèi)蒙古地區(qū)烏蘭木倫河流域和巴拉格爾河流域?yàn)檠芯繀^(qū)。利用烏蘭木倫河流域1997~2015年與巴拉格爾河流域1959~2015年的水文氣象、土地利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù),采用雙累積曲線法、累積距平法、改進(jìn)的Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法、遙感解譯、主成分分析、小波分析法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬、SWAT模型徑流量模擬和累積量斜率變化率比較法等方法,從不同時(shí)間尺度分析了研究流域徑流、城鎮(zhèn)化、氣候和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的變化趨勢(shì),揭示了氣候、社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化過(guò)程對(duì)于流域徑流的影響,識(shí)別了研究區(qū)年、季尺度下徑流變化的主要驅(qū)動(dòng)因素,并建立了其與不同時(shí)間尺度徑流的映射函數(shù)關(guān)系。論文主要研究結(jié)果如下:1、烏蘭木倫河流域在2005年徑流出現(xiàn)顯著拐點(diǎn)變化,巴拉格爾河流域在1998年徑流出現(xiàn)顯著拐點(diǎn)變化,兩個(gè)研究流域在顯著拐點(diǎn)前后(基準(zhǔn)期與變化期對(duì)比)降水-徑流的天然關(guān)系發(fā)生改變,人類活動(dòng)的影響顯著增加,徑流變化疊加了人類活動(dòng)的影響;2、從年代變化來(lái)看,兩個(gè)研究流域年徑流、豐水季徑流、枯水季徑流多年來(lái)總體呈下降趨勢(shì),而流域降水變化不明顯;3、烏蘭木倫河流域在變化期的降水、蒸發(fā)、氣溫等氣候因素的波動(dòng)沒(méi)有顯著趨勢(shì),而2005年前后對(duì)比,城鎮(zhèn)化面積和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值顯著增加,快速城鎮(zhèn)化改變了天然徑流發(fā)生機(jī)制和變化規(guī)律,是烏蘭木倫河流域徑流減少的主要驅(qū)動(dòng)因素,氣候變化的波動(dòng)對(duì)于研究流域徑流的減少?zèng)]有顯著貢獻(xiàn);巴拉格爾河流域?qū)Ρ然鶞?zhǔn)期與變化期所有的氣候要素,溫度、降水和風(fēng)速變化較大,分別為65.12%、㧟16.97%和㧟13.3%,而其他氣候要素都非常接近,變化小于5%,溫度、降水和風(fēng)速是氣候要素中影響徑流變化的主要因素。該研究區(qū)第一產(chǎn)業(yè)變化期與基準(zhǔn)期對(duì)比增加了3.8倍,羊數(shù)量增加了12.06%,人口增長(zhǎng)為9%,研究區(qū)在變化期人類活動(dòng)明顯;4、烏蘭木倫河流域氣候變化對(duì)徑流減少的貢獻(xiàn)率為30.41%,而人類活動(dòng)對(duì)徑流減少的貢獻(xiàn)率達(dá)到69.59%;巴拉格爾河流域氣候變化對(duì)徑流減少的貢獻(xiàn)率為44.14%,人類活動(dòng)對(duì)徑流減少的貢獻(xiàn)率達(dá)到55.86%;通過(guò)對(duì)兩個(gè)研究區(qū)流域?qū)Ρ瓤芍?人類活動(dòng)是引起徑流減少的主要驅(qū)動(dòng)因素。5、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)于巴拉格爾河流域徑流量與氣候和人類活動(dòng)因素之間非線性函數(shù)關(guān)系模擬效果總體較好,表明在無(wú)法實(shí)現(xiàn)分布式水文模擬時(shí),可以考慮在該流域應(yīng)用該方法。6、基于巴拉格爾河流域的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、水文氣象數(shù)據(jù),建立流域的SWAT模型,模擬了流域的徑流,結(jié)果顯示:徑流模擬效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)R_e、R~2和E_(ns)分別在19.57%—22.69%、0.58—0.61和0.53—0.58之間。由SWAT的評(píng)價(jià)指標(biāo)表26可知,SWAT模型在模擬巴拉格爾河流域徑流變化的過(guò)程中,評(píng)價(jià)等級(jí)僅為滿意,模擬效果一般。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

（1）式中：tX 為徑流或降水序列 x 在第 t 年的累積距平值；ix 為徑流或降水序列 x 在第 i 年的數(shù)值；n 為序列長(zhǎng)度，a； x 為序列 x 的徑流或降水序列的平均值。2.2 降水和徑流的關(guān)系分析方法在年，季和月時(shí)間尺度上，利用降水-時(shí)間、徑流-時(shí)間關(guān)系曲線來(lái)辨識(shí)研究區(qū)流域降水和徑流隨時(shí)間的變化關(guān)系和整體趨勢(shì)。降水量-徑流量雙累積曲線可以很好的檢測(cè)土地利用覆蓋變化對(duì)徑流的影響[60-62]，因此，利用降水-徑流雙累積曲線來(lái)分析整個(gè)分析時(shí)段年尺度降水-徑流關(guān)系是否一致。降水-徑流雙累積曲線理論上斜率應(yīng)該恒定，雙累積曲線的拐點(diǎn)可以認(rèn)為是分界點(diǎn)，，在分界點(diǎn)處降水-徑流關(guān)系改變，可歸因于人類活動(dòng)或氣候變化的影響如圖 2 所示。徑流系數(shù)代表降水轉(zhuǎn)化為徑流的百分量，反映了截流、儲(chǔ)存、滲透和蒸發(fā)對(duì)徑流的綜合影響，其突然變化可以指示原始降水-徑流關(guān)系的變化，所以，計(jì)算研究區(qū)不同時(shí)間尺度的徑流系數(shù)以進(jìn)一步驗(yàn)證降水-徑流關(guān)系是否改變。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P333.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2617480