本文關(guān)鍵詞：變化環(huán)境下流域水文模型參數(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在環(huán)境變化日益顯著的背景下,傳統(tǒng)的“穩(wěn)態(tài)”流域假設(shè)面臨挑戰(zhàn),水文模型中反映流域水文特性的參數(shù)也不應(yīng)再視為固定不變,有必要開展變化環(huán)境下流域水文模型參數(shù)的動(dòng)態(tài)規(guī)律研究。已有的少量研究針對(duì)概念性的集總式模型進(jìn)行,定性分析氣候變化下其參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,缺乏定量研究。論文提出了流域水文模型動(dòng)態(tài)參數(shù)估計(jì)的理論框架,揭示了不同模型結(jié)構(gòu)對(duì)于參數(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響,以漢江流域?yàn)槔⒘宋锢硇粤饔蛩哪Ｐ蛥?shù)與植被蓋度的動(dòng)態(tài)關(guān)系,據(jù)此改進(jìn)了流域水文模擬效果,并揭示了漢江流域徑流變化的驅(qū)動(dòng)因子及其空間規(guī)律。提出以易于觀測(cè)的流域氣候條件和植被覆蓋條件的變化間接表征不易觀測(cè)的模型參數(shù)所描述的流域水文特性的變化,建立了基于環(huán)境因子的流域水文模型動(dòng)態(tài)參數(shù)估計(jì)的理論框架。該理論框架的基礎(chǔ)是流域因多種要素協(xié)同演化而呈現(xiàn)出的自組織特性,它決定了流域不同特征之間具有內(nèi)在相關(guān)性,使得用氣候或植被特征來表征土壤等水文物理特征具有可行性�；谔岢龅睦碚摽蚣�,分別在漢江流域的植被生長期和非生長期建立了NDVI與物理性水文模型參數(shù)之間的二次函數(shù)回歸模型,回歸模型的相關(guān)系數(shù)為0.42~0.75。將此回歸模型作為動(dòng)態(tài)參數(shù)方案用于改進(jìn)水文模型,并在驗(yàn)證站和驗(yàn)證期的模擬中檢驗(yàn)了動(dòng)態(tài)參數(shù)方案的效果。結(jié)果表明動(dòng)態(tài)參數(shù)方案可以顯著改善日徑流過程洪水段和枯水段的模擬效果,提高模型在變化環(huán)境下的模擬能力。采用模型結(jié)構(gòu)具有明顯差異的四個(gè)水文模型,對(duì)比分析了降雨、潛在蒸散發(fā)和植被覆蓋變化對(duì)各模型蒸發(fā)和產(chǎn)流過程參數(shù)的影響。結(jié)果表明,隨著模型物理性增強(qiáng),氣候變化對(duì)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化的影響逐漸減弱,而植被變化的影響逐漸增強(qiáng)。在差異明顯的漢江流域和潮河流域開展的對(duì)比研究驗(yàn)證了該影響規(guī)律的普遍性�；趧�(dòng)態(tài)參數(shù)水文模型對(duì)漢江流域徑流變化進(jìn)行歸因分析,并與三種常用方法進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明氣候變化,特別是降雨的減少,是導(dǎo)致漢江徑流減少的主要因素,同時(shí)植被變化對(duì)于徑流變化也有重要的影響。與靜態(tài)參數(shù)水文模型相比,動(dòng)態(tài)參數(shù)水文模型不僅可以考慮植被變化對(duì)流域水文過程的直接影響,而且可以通過參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化考慮植被變化的間接影響,從而提高了評(píng)估植被變化影響的精度。此外,研究了漢江徑流變化驅(qū)動(dòng)因子的空間變化規(guī)律,結(jié)果表明從上游至下游,氣候變化的影響逐漸減弱,下墊面條件變化的影響逐漸增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)境變化 水文模型 動(dòng)態(tài)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P333
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-24
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-21
• 1.2.1 流域水文模型的研究進(jìn)展10-13
• 1.2.2 水文模型參數(shù)的研究進(jìn)展13-19
• 1.2.3 變化環(huán)境下流域水文模擬與分析的研究進(jìn)展19-21
• 1.3 研究思路和主要內(nèi)容21-24
• 第2章 流域水文模型動(dòng)態(tài)參數(shù)估計(jì)的理論框架24-34
• 2.1 水文模型參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化24-28
• 2.1.1 參數(shù)動(dòng)態(tài)變化的物理含義24-26
• 2.1.2 參數(shù)動(dòng)態(tài)變化的表征因子26-28
• 2.2 基于環(huán)境表征因子的水文模型動(dòng)態(tài)參數(shù)估計(jì)的理論框架28-30
• 2.3 動(dòng)態(tài)參數(shù)理論框架的進(jìn)化論解釋30-32
• 2.4 小結(jié)32-34
• 第3章 漢江流域物理性水文模型參數(shù)與植被的動(dòng)態(tài)關(guān)系34-73
• 3.1 漢江流域概況34-35
• 3.2 漢江流域氣候和植被的時(shí)空變化規(guī)律35-43
• 3.3 水文模型與參數(shù)率定方法43-47
• 3.3.1 THREW模型43-44
• 3.3.2 參數(shù)率定方法44-45
• 3.3.3 模型的適用性45-47
• 3.4 模型參數(shù)與環(huán)境要素的響應(yīng)關(guān)系47-50
• 3.5 基于植被蓋度的物理性模型動(dòng)態(tài)參數(shù)的估計(jì)方法50-56
• 3.5.1 基于植被蓋度的動(dòng)態(tài)參數(shù)方案50-55
• 3.5.2 基于動(dòng)態(tài)參數(shù)方案改進(jìn)水文模型55-56
• 3.6 動(dòng)態(tài)參數(shù)水文模型在漢江流域的應(yīng)用和驗(yàn)證56-67
• 3.6.1 動(dòng)態(tài)參數(shù)模型在漢江流域的應(yīng)用56-59
• 3.6.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)模型在驗(yàn)證站點(diǎn)的模擬效果59-65
• 3.6.3 動(dòng)態(tài)參數(shù)模型在驗(yàn)證期的模擬效果65-67
• 3.7 動(dòng)態(tài)參數(shù)方案在無觀測(cè)流域的應(yīng)用67-71
• 3.8 小結(jié)71-73
• 第4章 模型結(jié)構(gòu)對(duì)參數(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響73-93
• 4.1 研究思路73-74
• 4.2 研究區(qū)域概況74-76
• 4.3 水文模型76-81
• 4.3.1 Budyko模型76-77
• 4.3.2 集總式的新安江模型77-79
• 4.3.3 半分布式的新安江模型79-80
• 4.3.4 THREW模型80-81
• 4.4 漢江流域模型結(jié)構(gòu)對(duì)參數(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響81-86
• 4.5 潮河流域模型結(jié)構(gòu)對(duì)參數(shù)動(dòng)態(tài)規(guī)律的影響86-91
• 4.6 小結(jié)91-93
• 第5章 漢江流域徑流變化的歸因分析93-106
• 5.1 漢江流域的徑流變化93-94
• 5.2 歸因分析方法94-100
• 5.2.1 歸因分析的方法框架94-95
• 5.2.2 基于Budyko模型的方法95-98
• 5.2.3 基于物理性模型的方法98-100
• 5.3 基于不同方法的歸因分析結(jié)果100-102
• 5.4 空間規(guī)律分析102-105
• 5.5 小結(jié)105-106
• 第6章 總結(jié)與展望106-111
• 6.1 主要研究成果106-108
• 6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)108-110
• 6.3 研究展望110-111
• 參考文獻(xiàn)111-122
• 致謝122-124
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果124-125

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