【摘要】：嘉陵江流域系長江上游流域重要的水源地,地處我國第一第二階梯地形變化帶,流域內部氣象水文條件具有明顯空間異質性。明確該流域水文要素的時空特征,辨識其對氣象/非氣象因子的敏感性,并重點關注徑流空間變化的驅動因子,對合理利用、管理、調控流域水資源具有重要意義。因此,本研究基于嘉陵江流域20個氣象站點及8個水文站點1954-2015年觀測數據,從時間和空間尺度解析氣象及水文要素的變化規(guī)律;采用基于Budyko假設的水熱平衡方程對徑流的時間變化進行敏感性分析和歸因分析;進一步,通過構建嘉陵江流域的SWAT水文模型,獲得該流域逐月徑流模擬值,采用主成分分析、聚類分析法及線性回歸法,對流域產流量的時空特征及驅動因素進行分析。主要結論如下:(1)基于降水量(P)、徑流深(R)及潛在蒸散發(fā)(E0)長時間序列,采用數學統計、Mann-Kendall、Sen's slope趨勢分析法及Pettitt突變檢驗,解析嘉陵江流域氣象和水文要素的時間變化特征,基于內部水文站點將該流域劃分為8個子流域,進一步分析其空間變化特征,結果表明:嘉陵江流域氣象水文要素年內分配不均勻,1954-2015年P、E0、R年序列在時間上分別呈現下降、上升、下降趨勢,并分別與1990年、1979年1993年發(fā)生突變;空間上嘉陵江流域上游至下游,氣候逐漸濕潤,上游子流域P、E0分別呈現下降、上升趨勢,與流域整體保持一致,而中下游變化趨勢與之相反;除流域東側支流渠江流域外,其他研究區(qū)R變化與P保持一致,并呈現上游與中下游變化趨勢相反的特征。(2)采用基于Budyko假設Mezentsev-Choudhury-Yang方程的彈性系數法和互補法進行嘉陵江流域徑流變化敏感性分析和氣象、非氣象要素的貢獻率特征研究,結果表明:嘉陵江流域半濕潤地區(qū)徑流對流域屬性參數(n)的敏感性高于濕潤地區(qū);氣象與非氣象要素對嘉陵江流域的徑流變化的貢獻率約為20%、80%,且在時間上無明顯變化;子流域歸因分析結果存在時間變化,與基準期(1954-1979年)相比,第一影響期(1980-1993年)中貢獻率較高的因素,其貢獻率在第二影響期(1994-2015年)中呈現下降趨勢。流域內部的空間差異,使得該地區(qū)進行歸因分析將更困難及復雜。(3)以1980-1981年為預熱期,1982-2000年為率定期,2001-2015年為驗證期構建嘉陵江流域SWAT模型,進行月值數據模擬,結果表明SWAT模型在嘉陵江流域具有較強的適用性,模型評價指標R2、NSE、PBIAS在羅渡溪站、武勝站、北碚站均表現為“極好”,在小河壩站表現為“較好”,即模型可較好反映流域水文特征。(4)采用SWAT模型逐月模擬結果進一步進行嘉陵江流域徑流在不同時間尺度的空間變化特征研究,結果表明:嘉陵江流域產流量在空間上呈現上游少,中游多的分布。以中下游分界點為界,下游區(qū)域產流量較低。上游低產流區(qū)繼續(xù)減少,而在下游低產流區(qū)呈現明顯的增加。子流域在各季節(jié)產流量空間分布、徑流變化率空間格局存在差異。根據子流域徑流影響因素進行主成分及聚類分析,并對不同聚類類型區(qū)進行影響因素主成分與子流域產流量的主成分回歸分析,其標準化回歸系數表明降水因子主要控制嘉陵江東源西側支流低產流區(qū)域產流量;流域形態(tài)因子主要影響嘉陵江東部源頭區(qū)域及中部斷裂帶區(qū)域產流過程;地表條件因子主要影響嘉陵江中下游低海拔地區(qū)徑流過程;嘉陵江西源區(qū)域產流量同時受氣象因子、地表條件因子的控制。
【圖文】：

多年尺度上，陸面蒸散發(fā)滿足如下邊界條件：逡逑在極端干旱條件下，瓦／及一１，降水全部轉化為蒸散發(fā)量；在極端濕潤逡逑條件下，五0／？—00，五。／尸一１邋（圖１－１）。由此可得滿足邊界條件的方程一般形式：逡逑ｆ邋＝邋／（ｆ］邋＝邋／Ｗ邐（１－３）逡逑式中，ｆ＝￡：0／Ｐ，為干旱指數。逡逑Ｂｕｄｙｋｏ通過對Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ曲線、Ｏｌ’ｄｅｋｏｐ曲線進行幾何平均，，得到Ｂｕｄｙｋｏ曲線：逡逑＾－＝邋ｌ＾ｔａｎｈｆ—１邋１－ｅｘｐｆ－＾－ｌ邐（１－４）逡逑４逡逑

標準化回歸分析等方法，根據徑流影響指標進行主成分分析降維及子流域聚類類型劃逡逑分，并明確不同子流域類型區(qū)徑流驅動因素的空間差異。逡逑基于以上研宄內容，本文技術路線如圖１．２所示：逡逑研[偠韻螅澹渭瘟杲饔蟈義鮮堇叢矗危危逅鈉笫蒎危危澹模牛灣澹卞澹逋寥潰藎澹逋戀兀″義襄危у澹五澹煎澹懼邋危哄義希殄危善笏囊劐危椋殄澹懾澹攏酰洌觶耄錛偕杷危。卞危危櫻祝粒允榭飩ⅲ危誨澹懾�？逦亓x希楸浠魘品治觶椋殄螞飫礪郟。邋危鵡庵地義希″危蒎澹儒危懾危哄澹危宀問�？性分丨邋ｉ邋＼￣邋／邋■埼，邋亓x涎繡巍福殄澹殄澹懾危戾危駑澹誨澹椋駑澹簦

本文編號：2646937