大坑小流域径流变化及其影响因素的贡献率分析

发布时间：2020-04-29 10:31

【摘要】：气候、植被等各因素对流域径流影响的贡献率研究是目前森林水文研究中备受关注的问题。由于研究区域的时间、空间尺度的差异性,对于气候变化背景下,植被变化究竟能增加还是减少流域径流方面,国内外仍存在较大争议。且多数研究从年尺度上剥离各因素对径流的影响量,而在季节尺度上的分析较少。但从季节尺度分析能为流域全年水资源的均衡调配提供科学的参考,尤其是存在季节性干旱的流域。所以,本文以江西修水县大坑小流域为研究对象,基于大坑水文站1966-2016年实测日降水量、径流量、气温及蒸散发数据,通过流域自身对比,结合时间序列法、经验统计法及GIS技术分析了大坑小流域年及各季节降水量、径流深、气温及蒸散发等水文气象要素的变化,定性分析了大坑流域多年来的植被变化趋势,定量计算了降水量、蒸散发和植被等其它因素对流域径流变化影响的程度。最后初步探讨了植被变化的水文效应对降水量响应的临界值,主要研究结论如下:(1)大坑小流域多年平均气温、蒸散发、降水量及径流深总体上均呈上升趋势,除气温外趋势性均不显著。累积距平法突变检验结果表明,大坑小流域多年平均降水量与径流深的一致突变年份为1987年和1999年。故将1966-1987年作为主要受气候变化影响的基准期(T_1),1988-1999年(T_2)及2000-2016年(T_3)两个时段作为受气候变化和植被变化双重影响的变化期。(2)年尺度上,与基准期相比,T_2和T_3时期降水量、蒸散发及植被变化对径流增加和减少的贡献率分别为58.4%、3.2%和38.4%,52%、12.0%和36%。T_3与T_2时期相比,降水量、蒸散发和植被变化对径流减小的贡献率分别为63.6%、4.4%和32%。可以看出,降水量是大坑流域多年径流变化的最大贡献者,其次是植被和蒸散发因素。从季节尺度上看,各季节径流变化的贡献率有着较大差异,甚至完全相反。但总体上表现为春、夏季流域径流的主要驱动因子为降水量,而在低温少雨的秋、冬季,植被是调节流域枯水期径流量的主要因素。(3)大坑小流域的植被多年来经历了较为严重的砍伐期以及后续的植被恢复期,目前流域内植被覆盖度也已达到了较高水平。植被变化的水文效应对降水量的响应存在临界值,在降水量的临界值前后,植被变化的对径流变化的效应完全相反。此临界值的存在或许可以解释不同流域植被变化对径流影响贡献率的差异性,或许有助于找到森林对径流影响存在争论与分歧的原因。
【图文】：

示意图,示意图,修水县,武宁县

大坑小流域径流变化及其影响因素的贡献率分析3 研究区概况3.1 地理位置研究区地处江西省西北部，位于 28°14′~29°22′N，110°57′~114°56′E之间。行政区划属江西省九江市修水县，北邻湖北通城县，西邻湖南平江县，东部与武宁县、奉新县和靖安县相连，南毗宜丰县和铜鼓县。修水县地势呈南北高、中间低的趋势，因其西北部幕阜山东麓的修河发源地而得名，修河自西向东流经县境，随后经永修县和武宁县汇入鄱阳湖。研究区所在的大坑小流域位于修水县城北 4km 的四都镇大坑村，流域几何中心地理坐标为 29°04′N， 114°34′E，流域集水面积为 9.4km2。小流域四周闭合，人口稀少，也未修建水利、水土保持工程。1966 年江西省水文局于流域径流出口处设立大坑水文站，，并一直持续观测小流域的降水、径流和蒸散发等数据至今。

现场照片

大坑小流域径流变化及其影响因素的贡献率分析2016 年 4 月 21 日、2016 年 11 月 5 日三期，用于分析的遥感影像对应时间分别为2016 年 2 月 7 日、2016 年 5 月 10 日、2016 年 11 月 5 日。LAI 的测量使用 LAI-2000植被冠层分析仪，地面采样点位置由手持 GPS 仪确定。采样时选择流域内主要树种——杉木林为调查样地，样地设置为 30m×30m 大小，围绕样地范围内中心点以 45°为间隔，向 8 个方向测量多个 LAI 值，以其均值代表每个样方的实际 LAI 值，LAI 数据分析整理采用 FV-2200 软件。本研究每期各获取了 30 个样方的 LAI 值，均匀分布在流域范围内，且三个时期的采样点基本一致。LAI 测量现场照片见图 4.11。
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S715

【参考文献】