隨著氣候變化和人類活動的加劇,黃河中游水沙變化愈加劇烈。針對黃河中游多沙粗沙區(qū)水沙變化問題,本文采用累積量斜率變化率比較法、彈性系數(shù)法、GAMLSS模型以及分位數(shù)歸因分析等方法,分析了無定河流域氣象和水沙的變化趨勢,闡明了氣候變化和人類活動對流域水沙變化的影響,確定了流域水沙變化的主要影響因素,量化了主要影響因素對先定河流域水沙變化的貢獻率。本文取得的主要研究成果如下:(1)闡明了無定河流域氣象和水文序列的變化趨勢。無定河流域年降水量存在不顯著的增加趨勢;年潛在蒸發(fā)量有顯著的減少趨勢,突變年份為1982年;年徑流量和年輸沙量均有顯著的減少趨勢,且突變年份均為1971年。采用GAMLSS模型和優(yōu)選的GAMMA函數(shù)對無定河流域年降水量、年潛在蒸發(fā)量、年徑流量和年輸沙量系列的均值和方差隨時間的變化趨勢進行了分析,結(jié)果表明,年降水量系列的均值沒有顯著變化趨勢,但其方差隨時間發(fā)生了顯著變化;年潛在蒸發(fā)量和年輸沙量系列的均值均隨時間的延長存在顯著變化趨勢但方差無明顯變化趨勢;年徑流量系列均值和方差均隨著時間的延長存在顯著的變化趨勢。(2)采用累積量斜率變化率比較法和彈性系數(shù)法定量辨識了氣候變化和人類活動對無定河流域水沙變化的貢獻率。結(jié)果表明,基于累積量斜率變化率比較法的年降水量、年潛在蒸發(fā)量以及人類活動對無定河流域年徑流量的貢獻率分.別為12.50%、21.68%、65.82%;基于彈性系數(shù)法的年降水量、年潛在蒸發(fā)量以及人類活動對無定河流域年徑流量的貢獻率分別為14.64%、21.62%、63.74%。基于累積量斜率變化率比較法的年降水量、年潛在蒸發(fā)量以及人類活動對無定河流域年輸沙量變化的貢獻率分別為3.56%,6.18%,90.25%;基于彈性系數(shù)法的年降水量、年潛在蒸發(fā)量以及人類活動對無定河流域年輸沙量的貢獻率分別為0.99%、9.77%、89.24%。人類活動對無定河流域年徑流量、年輸沙量變化的貢獻率均大于氣候變化對年徑流量、年輸沙量變化的貢獻率,并且人類活動對無定河流域年輸沙量變化的貢獻率明顯大于其對年徑流量變化的貢獻率。(3)基于單個協(xié)變量和多個協(xié)變量的計算結(jié)果合理性比較。分別基于GAMLSS模型建立了年降水量、年潛在蒸發(fā)量、年累積壩控面積、年累積水平梯田面積、年累積林地面積和年累積種草面積單個協(xié)變量與徑流量和輸沙量之間的擬合關(guān)系,以及六個協(xié)變量組合與徑流量和輸沙量之間的關(guān)系。分析結(jié)果表明單個協(xié)變量與徑流量和輸沙量之間的擬合關(guān)系中,存在擬合方程與以往研究結(jié)果相矛盾的情況,而考慮多個變量之間的交互作用所建立的六個協(xié)變量組合與徑流量和輸沙量之間的擬合方程則比較合理。與基于單因素的擬合公式推求結(jié)果相比,基于多因素的年徑流量、年輸沙量擬合公式推求得到的年徑流量、年輸沙量過程線模擬結(jié)果更符合無定河流域水沙的實際年際變化情況,且模擬結(jié)果的不確定性區(qū)間更小。(4)不同協(xié)變量對水沙變化的貢獻率。基于GAMLSS模型所擬合的多因素組合與徑流量和輸沙量之間的函數(shù)關(guān)系,采用分位數(shù)歸因分析法定量計算了年降水量、年潛在蒸發(fā)量、年累積壩控面積、年累積水平梯田面積、年累積林地面積和年累積種草面積對無定河流域水沙變化的貢獻率。以1984～1988年徑流量和輸沙量為基準值,1998年為分界點,年降水量、年潛在蒸發(fā)量、年累積壩控面積、年累積水平梯田面積、年累積林地面積以及年累積種草面積對1988～1998年期間無定河流域年徑流量減少的平均貢獻率依次為18.89%、0.24%、28.74%、52.04%、-4.74%和 4.83%,而 1999～2009 年期間的平均貢獻率依次為-2.60%、-0.06%、41.73%、40.87%、29.24%、-9.19%。年降水量、年潛在蒸發(fā)量、年累積壩控面積、年累積水平梯田面積、年累積林地面積以及年累積種草面積對1988～1998年期間無定河流域年輸沙量減少的貢獻率依次為26.75%、7.90%、22.84%、33.73%、-3.44%、12.22%,而 1999～2009 年期間的相應(yīng)貢獻率依次為-4.85%、21.39%、46.57%、38.80%、31.36%、-33.27%。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P333
【部分圖文】：

河是陜西榆林地區(qū)最大的河流。唐五代以來，因流域內(nèi)植被破壞嚴重，流量，故有無定河之名。無定河發(fā)源于陜西省白宇山北麓，流經(jīng)靖邊、橫山、榆德等縣，于清澗縣匯入黃河[25]，流域地理位置處于 37°02′ ~ 39°00′ N，10流域水沙出口控制站為白家川水文站，集水面積為 29662km2，河道平定河流域的位置圖如 2-1 所示：

圖 2-2 無定河流域 29 個雨量站所控制的泰森多邊形示意圖Fig. 2-2 Sketch map of Tyson polygon controlled by 29 rainfall stations in the river basin表 2-1 無定河流域雨量站泰森多邊形面積權(quán)重表Table 2-1 Tyson polygon area weight table for rainfall stations in theWuding River Basin序號 雨量站名稱 面積權(quán)重1 羊羔山 0.0872 趙石畔 0.029

圖 2-4 無定河流域 8 個蒸發(fā)站控制的泰森多邊形示意圖g. 2-4 Tyson polygon schematic diagram controlled by 8 evaporation stations in the Wuding River Basin表 2-2 無定河流域蒸發(fā)站泰森多邊形面積權(quán)重表Table 2-2 Tyson polygon area weight table of evaporation station in the Wuding River Basin序號 蒸發(fā)站 面積權(quán)重1 橫山 0.2396
【參考文獻】

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本文編號：2861768