氣候變化和LUCC對黑土區(qū)典型流域干旱影響的定量評價
發(fā)布時間：2022-01-11 08:49
東北黑土區(qū)是受全球氣候變暖影響最顯著的地區(qū)之一,也是受人類活動干擾最劇烈的地區(qū)之一。近年來東北黑土區(qū)干旱發(fā)生頻率明顯增加,造成的損失越來越大,對環(huán)境的影響也日益嚴重,急需開展深入研究以認識氣候變化和LUCC對干旱的影響。本文選擇黑土區(qū)典型流域中的烏裕爾河中上游流域為研究區(qū),基于地形、植被、土壤、氣象、水文等觀測與調查資料,采用分布式水文模型SWIM和干旱指標相結合方法,構建研究區(qū)月尺度干旱模擬模型,定量分離并評價氣候變化和LUCC對干旱的相對作用與貢獻。主要研究結論如下:1.SWIM模型在烏裕爾河中上游流域具有較好的適用性以烏裕爾河中上游為研究區(qū),利用流域出水口依安水文站1961-1997年實測日徑流數據和部分氣象站小型蒸發(fā)皿數據,對SWIM模型進行了多站點、多變量的率定和驗證,評價結果表明SWIM模型具有較好的適用性:（1）率定期和驗證期,月徑流和日徑流的納希效率系數分別大于0.71和0.55,徑流相對誤差在6.0%以內,月徑流模擬效果好于對日徑流模擬效果;月潛在蒸散發(fā)納希效率系數達0.81以上。（2）在月尺度上經過校準的SWIM模型可以應用于東北黑土區(qū)與徑流相關的各種模擬分析。（3...
【文章來源】：哈爾濱師范大學黑龍江省
【文章頁數】：161 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
中國東北黑土區(qū)[132]
最終流入扎龍濕地。地勢東北高、西南低，呈長條形，全長 587km均寬度 61km，最大寬度 80km，面積約 1.5 萬 km2。自源地至依安為低丘陵區(qū)度較緩，下游為低平原區(qū)，河道逐漸進入沼澤地區(qū)，呈現出無尾河特征。丘伏，漫川漫崗地勢明顯，水土流失嚴重，形成了大量的侵蝕溝。有的侵蝕溝數千米長，幾十米寬，集中連片的農田被切割得支離破碎。對中上游流域遙譯結果顯示，侵蝕溝數量 1965-2005 年，增加了 4.49 倍；2005-2012 年，增 1.12 倍；1965-2012 年，增加了 5.03 倍[141]烏裕爾河中上游流域位于典型黑土區(qū)范圍內（圖2-1），土壤肥沃富含有機質地墾殖率高，已多被開墾為農田，典型黑土區(qū)土地利用特征明顯；由低山丘陵川漫崗、低濕地平原依次過渡，漫川漫崗溝壑侵蝕，典型黑土區(qū)標志性地貌突出。作為典型黑土漫崗區(qū)、農業(yè)區(qū)、黑龍江省商品糧主產區(qū)、季節(jié)性凍土區(qū)候變化敏感區(qū)，兼具典型黑土區(qū)的自然地理特征和強人類活動的干擾過程，展黑土區(qū)研究的重點地區(qū)。因此，研究區(qū)選定為烏裕爾河流域依安水文站以部分（圖 2-2），是黑龍江省黑土地的中心地帶，將流域出口選在依安水文站水面積為 8296.33km2，其中水土流失面積 5788.70km2。
圖 3-1 基于 CREAMS 的 SWIM 模型發(fā)展過程Fig.3-1 Development history of SWIM Model Based on CREAMS概述綜合了流域尺度的水文、植被、侵蝕和養(yǎng)分動態(tài)過程，并以數據作為模型的外部驅動因子（圖3-2），將復雜的水文現象和物理方程在每一個水文響應單元內對地表徑流和地下徑流過通過河道匯流形成流域出口斷面匯總，以此來描述真實的水Nitrogen cyclePhosphorus cycleN-NO3No-acNo-stNresdrological cycleBCSoliproflieABiomassLAIVegetation/Crop growthClimate: Global radiation, temperature, precipitation
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SWAT東北黑土區(qū)烏裕爾河流域徑流模型模擬[J]. 郭敏,方海燕,李致穎. 水土保持研究. 2016(04)
[2]1982～2010年氣候與土地利用變化對無定河流域干旱指數變化的影響[J]. 王志偉,楊勝天,孫影,董寶恩,趙長森,趙海根,周旭,婁和震,劉曉林. 水文. 2016(03)
[3]基于SPEI的中國東北地區(qū)干旱分區(qū)及其氣候特征分析[J]. 李明,王貴文,張蓮芝. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2016(06)
[4]植被對干旱趨勢的影響[J]. 劉永強. 大氣科學. 2016(01)
[5]典型黑土區(qū)主要水保樹種土壤水文效應研究[J]. 劉丙友,苗潤吉,景國臣,王亞娟. 水土保持研究. 2015(06)
[6]水文模型參數敏感性分析方法評述[J]. 宋曉猛,張建云,占車生,王小軍,劉翠善. 水利水電科技進展. 2015(06)
[7]基于SWAT模型的渭河流域干旱時空分布[J]. 趙安周,劉憲鋒,朱秀芳,潘耀忠,李宜展. 地理科學進展. 2015(09)
[8]基于SPEI指數的近53年河南省干旱時空變化特征[J]. 史本林,朱新玉,胡云川,楊艷艷. 地理研究. 2015(08)
[9]基于SPEI的豫東地區(qū)近50年干旱演變特征[J]. 朱新玉. 自然災害學報. 2015(04)
[10]基于水文模型的烏裕爾河流域水資源評價[J]. 馮夏清,章光新. 水文. 2015(02)
博士論文
[1]烏裕爾河流域侵蝕溝格局及其演變過程[D]. 胡天然.東北林業(yè)大學 2016
[2]干旱驅動機制與評估方法研究[D]. 蔣桂芹.中國水利水電科學研究院 2013
[3]基于SWAT模型的灤河流域分布式水文模擬與干旱評價方法研究[D]. 史曉亮.中國科學院研究生院(東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[4]流域廣義干旱風險評價與風險應對研究[D]. 翁白莎.天津大學 2012
[5]土地利用和氣候變化對流域水文過程影響的定量評價[D]. 張淑蘭.中國林業(yè)科學研究院 2011
[6]六盤山洪溝小流域森林植被的水文影響與模擬[D]. 莫菲.中國林業(yè)科學研究院 2008
碩士論文
[1]不同空間分辨率及算法選擇對SWIM水文模型模擬的影響[D]. 張正濤.安徽師范大學 2015
[2]基于SWIM模型分析土地利用變化對黃前流域產流的影響[D]. 徐艷會.山東農業(yè)大學 2011
本文編號：3582489
【文章來源】：哈爾濱師范大學黑龍江省
【文章頁數】：161 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
中國東北黑土區(qū)[132]
最終流入扎龍濕地。地勢東北高、西南低，呈長條形，全長 587km均寬度 61km，最大寬度 80km，面積約 1.5 萬 km2。自源地至依安為低丘陵區(qū)度較緩，下游為低平原區(qū)，河道逐漸進入沼澤地區(qū)，呈現出無尾河特征。丘伏，漫川漫崗地勢明顯，水土流失嚴重，形成了大量的侵蝕溝。有的侵蝕溝數千米長，幾十米寬，集中連片的農田被切割得支離破碎。對中上游流域遙譯結果顯示，侵蝕溝數量 1965-2005 年，增加了 4.49 倍；2005-2012 年，增 1.12 倍；1965-2012 年，增加了 5.03 倍[141]烏裕爾河中上游流域位于典型黑土區(qū)范圍內（圖2-1），土壤肥沃富含有機質地墾殖率高，已多被開墾為農田，典型黑土區(qū)土地利用特征明顯；由低山丘陵川漫崗、低濕地平原依次過渡，漫川漫崗溝壑侵蝕，典型黑土區(qū)標志性地貌突出。作為典型黑土漫崗區(qū)、農業(yè)區(qū)、黑龍江省商品糧主產區(qū)、季節(jié)性凍土區(qū)候變化敏感區(qū)，兼具典型黑土區(qū)的自然地理特征和強人類活動的干擾過程，展黑土區(qū)研究的重點地區(qū)。因此，研究區(qū)選定為烏裕爾河流域依安水文站以部分（圖 2-2），是黑龍江省黑土地的中心地帶，將流域出口選在依安水文站水面積為 8296.33km2，其中水土流失面積 5788.70km2。
圖 3-1 基于 CREAMS 的 SWIM 模型發(fā)展過程Fig.3-1 Development history of SWIM Model Based on CREAMS概述綜合了流域尺度的水文、植被、侵蝕和養(yǎng)分動態(tài)過程，并以數據作為模型的外部驅動因子（圖3-2），將復雜的水文現象和物理方程在每一個水文響應單元內對地表徑流和地下徑流過通過河道匯流形成流域出口斷面匯總，以此來描述真實的水Nitrogen cyclePhosphorus cycleN-NO3No-acNo-stNresdrological cycleBCSoliproflieABiomassLAIVegetation/Crop growthClimate: Global radiation, temperature, precipitation
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SWAT東北黑土區(qū)烏裕爾河流域徑流模型模擬[J]. 郭敏,方海燕,李致穎. 水土保持研究. 2016(04)
[2]1982～2010年氣候與土地利用變化對無定河流域干旱指數變化的影響[J]. 王志偉,楊勝天,孫影,董寶恩,趙長森,趙海根,周旭,婁和震,劉曉林. 水文. 2016(03)
[3]基于SPEI的中國東北地區(qū)干旱分區(qū)及其氣候特征分析[J]. 李明,王貴文,張蓮芝. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2016(06)
[4]植被對干旱趨勢的影響[J]. 劉永強. 大氣科學. 2016(01)
[5]典型黑土區(qū)主要水保樹種土壤水文效應研究[J]. 劉丙友,苗潤吉,景國臣,王亞娟. 水土保持研究. 2015(06)
[6]水文模型參數敏感性分析方法評述[J]. 宋曉猛,張建云,占車生,王小軍,劉翠善. 水利水電科技進展. 2015(06)
[7]基于SWAT模型的渭河流域干旱時空分布[J]. 趙安周,劉憲鋒,朱秀芳,潘耀忠,李宜展. 地理科學進展. 2015(09)
[8]基于SPEI指數的近53年河南省干旱時空變化特征[J]. 史本林,朱新玉,胡云川,楊艷艷. 地理研究. 2015(08)
[9]基于SPEI的豫東地區(qū)近50年干旱演變特征[J]. 朱新玉. 自然災害學報. 2015(04)
[10]基于水文模型的烏裕爾河流域水資源評價[J]. 馮夏清,章光新. 水文. 2015(02)
博士論文
[1]烏裕爾河流域侵蝕溝格局及其演變過程[D]. 胡天然.東北林業(yè)大學 2016
[2]干旱驅動機制與評估方法研究[D]. 蔣桂芹.中國水利水電科學研究院 2013
[3]基于SWAT模型的灤河流域分布式水文模擬與干旱評價方法研究[D]. 史曉亮.中國科學院研究生院(東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[4]流域廣義干旱風險評價與風險應對研究[D]. 翁白莎.天津大學 2012
[5]土地利用和氣候變化對流域水文過程影響的定量評價[D]. 張淑蘭.中國林業(yè)科學研究院 2011
[6]六盤山洪溝小流域森林植被的水文影響與模擬[D]. 莫菲.中國林業(yè)科學研究院 2008
碩士論文
[1]不同空間分辨率及算法選擇對SWIM水文模型模擬的影響[D]. 張正濤.安徽師范大學 2015
[2]基于SWIM模型分析土地利用變化對黃前流域產流的影響[D]. 徐艷會.山東農業(yè)大學 2011
本文編號：3582489
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