湘江径流泥沙变异规律及其对气候变化与人类活动的响应研究

发布时间：2017-10-22 03:15

  本文关键词：湘江径流泥沙变异规律及其对气候变化与人类活动的响应研究

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【摘要】：流域是一个对气候变化和人类活动非常敏感的生态系统,径流泥沙是其中较为活跃的部分。随着全球气候的变化和人类活动影响的加剧,湘江流域的径流泥沙存在着季节分配不均、年际变化较大的特点。本文以湘江流域为研究对象,通过对流域径流泥沙的变异规律及其影响因素进行分析,深入了解了流域水循环的变化规律,可以为湘江流域水资源开发、利用和管理提供重要的理论依据和实践支持。利用1951-2014年湘潭站的水文数据和1957-2014年长沙站、湘潭站、株洲站、永州站的气象数据,采用滑动平均法、MannKendall突变检验、小波分析法和累积量斜率变化率等方法分析了湘江流域径流泥沙的年内和年际变化规律,得出如下结论:(1)径流泥沙年内变化规律。运用年内分配百分比、年内变化幅度、年内分配过程线及不均匀系数分析径流泥沙年内分配情况,结果表明:湘江流域径流泥沙的年内分配不均,径流量主要集中在4-6月份,输沙量主要集中在4-8月份;径流泥沙的季节变化大,年内分配不均匀系数Cv分别为0.59和1.09;春、夏季是径流量和输沙量出现最多的季节,秋、冬季相对较少;径流量的年际变化不大Cv,为0.25,输沙量的年际变化较大,Cv为0.52;湘江流域的输沙量和径流量存在一定的相关性,满足“水大则沙大,水小则沙小”的规律。(2)径流泥沙时间序列变化趋势。利用滑动平均法、M-K突变检验法、累计距平法和小波分析等方法对流域径流泥沙的趋势性、突变性和周期性进行分析。径流整体呈微弱的上升趋势,突变发生在1991年前后,存在着4-6年、9-13年、30-35年3类尺度周期变化规律。流域输沙量呈显著下降趋势,突变点在1984年左右,存在着3-5、9-13、18-22和30-35年4类尺度周期性变化。(3)湘江流域径流泥沙变异规律的影响因素分析。引起流域径流泥沙变化的原因有很多,其中最主要的是气候变化和人类活动两个方面。气候变化主要表现在降水和气温,而降水在径流泥沙变化过程中起决定性作用。人为因素主要有生产生活用水、水土保持措施以及水利工程三方面。运用累积量斜率变化率对气候变化和人类活动的贡献率进行分离。结果表明,气候变化和人类活动对湘江流域径流变化的贡献率分别为56.94%和43.06%,对输沙量变化的贡献率分别为9.6%和90.4%。
【关键词】：湘江流域 气候变化 人类活动 径流泥沙 贡献率
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P333
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1.绪 论12-18
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 气候变化对径流的影响13-14
• 1.2.2 气候变化对泥沙的影响14-15
• 1.2.3 人类活动对径流的影响15
• 1.2.4 人类活动对泥沙的影响15-16
• 1.3 研究内容和技术路线16-17
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 技术路线图17
• 1.4 数据处理17-18
• 2.湘江径流泥沙时间变化特征分析18-28
• 2.1 湘江流域概况18-20
• 2.1.1 自然地理18
• 2.1.2 地形地貌18-19
• 2.1.3 气候和水文特征19
• 2.1.4 植被和土壤19
• 2.1.5 社会经济概况19-20
• 2.2 径流泥沙年内变化规律分析研究20-23
• 2.2.1 径流泥沙年内分配指标20-21
• 2.2.2 径流年内分配过程21-22
• 2.2.3 输沙量年内分配过程22-23
• 2.3 径流泥沙年代际统计分析研究23-26
• 2.3.1 径流年代际统计特性分析23-24
• 2.3.2 输沙年代际统计特性分析24-26
• 2.4 水沙关系26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3.径流泥沙时间序列变化趋势及变异点诊断28-43
• 3.1 径流泥沙时间序列趋势分析28-34
• 3.1.1 径流泥沙变化趋势的识别方法28-31
• 3.1.2 径流量变化趋势分析31-33
• 3.1.3 输沙量变化趋势分析33-34
• 3.2 径流泥沙时间序列变点分析34-38
• 3.2.1 径流泥沙时间序列变异点分析方法34-35
• 3.2.2 年径流量时间序列变异点分析35-37
• 3.2.3 年输沙量时间序列变异点分析37-38
• 3.3 径流泥沙时间序列周期分析38-41
• 3.3.1 小波分析法38-39
• 3.3.2 年径流量时间序列周期分析39-40
• 3.3.3 年输沙量时间序列周期分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4.湘江径流泥沙变化的成因分析43-64
• 4.1 气候变化分析43-51
• 4.1.1 温度变化分析43-47
• 4.1.2 降水变化分析47-51
• 4.2 人类活动分析51-55
• 4.2.1 生产生活用水对径流泥沙的影响52-53
• 4.2.2 水土保持措施对径流泥沙的影响53-55
• 4.2.3 水利工程对径流泥沙的影响55
• 4.3 气候变化和人类活动对湘江径流泥沙变异影响的定量评估55-63
• 4.3.1 累积量斜率变化率分析方法（SCRCQ）56-57
• 4.3.2 气候变化和人类活动对径流的影响评估57-60
• 4.3.3 气候变化和人类活动对泥沙的影响评估60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5.结论与展望64-67
• 5.1 研究结论64-65
• 5.2 主要创新点65-66
• 5.3 论文的不足与研究展望66-67
• 参考文献67-71
• 附录71-72
• 致谢72

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