变化环境下舂陵水流域水循环要素演变规律研究

发布时间：2020-05-16 17:03

【摘要】：全球气候变化以及人类活动的加剧是目前人类社会面对的重大环境问题,变化环境的影响下,河川径流过程也呈现了一定的规律性变化。舂陵水流域属于湘江子流域,洪涝灾害较为频繁,因此探究流域内水文气象要素的演变规律十分必要。本研究对生态环境的健康发展、水资源的合理开发利用以及流域社会经济的可持续发展具有重要的指导意义。本文研究区域选取春陵水流域出口欧阳海水文站以上流域。研究资料包括12个雨量站的降水数据,4个水文站的年径流数据,3个气象站的气象数据以及3个时期的遥感影像数据,并处理为流域面降水数据、年径流数据、平均气温、年潜在蒸散发以及3个时期的土地利用数据。本文首先运用累积距平法结合滑动T检验出不同序列的变异年份,并在年、季节、汛期及非汛期尺度上采用线性回归法、M-K趋势检验法、R/S分析法以及SRST分段回归法探究水文气象因素的趋势演变特征,小波分析法研究各个要素的周期变化,其次通过相关分析和灰色关联法探讨气候因子与径流的相关性大小和灰色关联程度,同时展开对流域内3个不同时期的土地利用方式改变为径流带来怎样影响的讨论。最后,通过弹性系数法分别对气候改变和人为因素对径流造成的影响作出定量分析并得出结论。主要结论如下:(1)舂陵水流域54年来降水表现为增加趋势,且未发生显著性突变。(2)毛俊、飞仙、嘉禾、欧阳海4个站点径流量分别呈不显著减小、增加、减小、减小的趋势。除毛俊以外其余三个站点的径流均在1991年发生显著性变异。多时间尺度分析得出降水的循环周期为10年左右,与径流的相同。(3)研究时段内流域的平均气温显著升高,四季均呈上升趋势,与全球变暖的大趋势相一致,并且未来温度会持续上升。平均温度于1996年发生显著性变异,周期为28年左右。(4)潜在蒸散发量呈现出下降的趋向,和气温的变化趋向相反,出现“蒸发悖论”现象,序列在2003年发生了突变,且周期与气温的周期相近,为25年左右。(5)通过定性分析结和定量计算的方式,探讨变化环境对径流产生的影响。结果表明,降水是影响径流最显著的因子,与径流的相关性和灰色关联度最大,其次是潜在蒸发和气温。通过分析1990、2000、2010年3个时段的土地利用状况发现,流域内耕地持续减少,林地和建设用地持续增加,是导致径流增加的原因。定量分析结果表明,影响径流变化的的因素中气候变化占89%,人类活动仅占11%,气候因素是主要原因,其中降水对径流产生的影响最大。
【图文】：

序列,变异点,流域,突变分析

此分析舂陵水流域的降水演变规律具有重要意义。逡逑３．１舂陵水流域降水的突变分析逡逑据降水的标准化累积距平曲线图３．１可看出，最高点为１９９１年，最低点为２００２年，逡逑因此选取最大值１９９１年、最小值２００２年作为初始突变点。再通过滑动ｔ检验法对初选逡逑的变点进行精确识别，在变异点前取ｍ年和后取ｍ年（ｎｉ＝ｎ２＝８），，分别计算出变异点逡逑对应的／值；比较｜／｜与ｋ邋（ｃｔ＝０．０５），若说明存在显著差异，则该变异点发生均逡逑值突变。逡逑２邋ｒ逡逑，１１逦，逦？逦１１逦■逦１１逦■邋Ｉ邋雷邋１１逦■逦１１逦■逦，逦１１逦■逦■逦■逦１１１逦＿逦■逦■邋Ｉ邋■逦■逦■耋■？■邋Ｉ邋鲁邋１１逦■邋Ｉ邋，逦１１逦■逦■逦■逦１１１１逡逑Ｉ９６０逦１９６５逦１９７０逦１９７５逦１９８０逦１９８５逦１９９０逦１９９５邋２０００邋２００５邋２０１０逡逑年份逡逑图３．１降水累积距平曲线图逡逑经过检验，得出／＝－１．７４＜心２＝２．１，序列未能通过检验，因此，降雨序列未发生显逡逑著性突变。逡逑第２１页逡逑

曲线,距离加权法,雨量站,流域

在１９６０？２０１３年期间，舂陵水流域年降雨量最高达到２２１９．７７＿（２００２年），最低为逡逑１１０１．９４邋ｍｍ（１９６６年），最高值和最低值相差２．０１倍，年平均降雨量在１４８４．５２邋ｍｍ左右，逡逑变差系数为０．１６，说明各个年份降水相差不大。图３．２表明，１９６０－２０１３年降雨量的倾逡逑向斜率为ｌ＿９３１２ｍｍ／ａ，表明总体趋势为上升。通过５年滑动平均曲线得出５年平均最大逡逑降水量为１７３０．５９邋ｍｍ（１９９３年？１９９７年），５年平均最小降水量为１２７０．２３邋ｍｍ（１９６３年逡逑？１９６７年）。利用Ｍａｎｎ－Ｋｅｎｄａｌｌ趋势检验得出统计值Ｚ＝０．３４＜Ｚ0／２＝１．９６（ｃｔ＝０．１），降雨序逡逑列未能通过显著性检验，说明上升趋向并不明显，整个序列表现出较为平稳的状态。通逡逑过Ｒ／Ｓ分析得出Ｈｕｒｓｔ指数为０．６４，大于０．５，说明未来舂陵水流域年降雨量会在一定周逡逑期内呈微弱的上升趋势。逡逑２５００邋ｒ逡逑＋年－－－－５年滑动平均一多年均值逦线性（年｝逡逑２１００邋－邋｜逡逑Ｉ邋n,逡逑９００邋－邋ｙ邋＝邋１．９３１２ｘ－２３５１．８逡逑Ｒ２邋＝邋０．０１３２逡逑５Ｑ0邋Ｉ邋１邋１邋？邋？邋１邋■邋■邋＊邋■邋Ｉ邋■邋■邋■邋■邋？邋■邋＇邋■邋■邋Ｉ邋■邋■邋■邋Ｉ邋Ｉ邋■邋■邋■邋ｔ邋Ｉ邋■邋．邋．邋■邋Ｉ邋．邋１邋．邋■邋ｔ邋■邋．邋．邋．邋Ｉ邋■邋■邋．邋．邋Ｉ邋■邋．邋．邋．邋Ｉ逡逑１９５９逦１９６４逦１９６９逦１９７４逦１９７９逦１９８４逦１９８９逦１９９４逦１９９９邋２００４逦２００９逦２０１４逡逑年份逡逑图３．２降水量年际变化图逡逑通过舂陵水流域１２个雨量站的多年平均降雨量值
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P339

【参考文献】