本文關鍵詞：黃河源區(qū)汛期徑流模擬與預測

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【摘要】：黃河源區(qū)(唐乃亥以上)多年平均徑流量約200億m3,占黃河天然徑流量的38%,是黃河流域的主要產(chǎn)流區(qū)和重要的水源涵養(yǎng)區(qū)。在氣候變化等因素的驅(qū)動下,同時受人類活動影響,黃河源區(qū)歷史汛期徑流出現(xiàn)了下降趨勢。本論文以黃河源區(qū)汛期徑流過程為研究對象,建立相應的水文模型進行徑流模擬和預測,分析黃河源區(qū)歷史—未來的汛期徑流變化趨勢。針對分布式水文模型計算耗時較長,模型參數(shù)率定困難這一問題,提出了一種雙層并行的參數(shù)優(yōu)化方法,同時進行不同計算情景和水文模型內(nèi)部的并行計算,從而能全面利用計算機集群的硬件資源,快速完成流域水文模型參數(shù)率定,并易于分析模型各參數(shù)的敏感性。針對降雨輸入給水文模擬帶來的不確定性難以量化這一問題,提出一種具有普遍適用性的自助抽樣方法,研究了降雨輸入的空間差異性和不確定性,及其對徑流模擬結果的影響。得出黃河中游樣例流域雨量站密度對徑流模擬結果的影響規(guī)律,指出在小時分辨率的降雨輸入和分鐘級別的徑流模擬輸出要求下,黃河中游流域雨量站平均控制面積以40 km~2較為合理,而0.1°(10 km)分辨率的柵格降雨數(shù)據(jù)也可以支持流域徑流模擬。論文最終落腳于對黃河流域未來汛期徑流演變趨勢的預測。對比評價了黃河源區(qū)多源降水數(shù)據(jù),將CMORPH地面融合降水數(shù)據(jù)作為基準,發(fā)現(xiàn)CMIP5各系列數(shù)據(jù)的降水量在黃河源區(qū)整體偏大,按月修正后數(shù)據(jù)可靠性有所增加。集成了適用于黃河源區(qū)的大尺度、高分辨率的數(shù)字流域模型,利用以上兩類降水數(shù)據(jù),完成了黃河源區(qū)汛期徑流的模擬與預測。將2008—2012年汛期劃分為率定年和驗證年,徑流模擬結果顯示,率定和驗證期逐日徑流過程的Nash-Sutcliffe效率系數(shù)較高,汛期徑流量符合良好,證明了數(shù)字流域模型在黃河源區(qū)的適用性。對歷史—未來汛期徑流趨勢的分析顯示,黃河源區(qū)汛期徑流量自1956年到2045年,實測和模擬徑流量統(tǒng)一呈現(xiàn)總體下降趨勢,年平均減少0.12%,即2.0億m3/10年。模型預測徑流量的下降趨勢更加明顯,2005—2045年,黃河源區(qū)汛期徑流年平均減少0.25%,即3.7億m~3/10年。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P333

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本文編號：1302851