汀江流域长汀段水沙变化特性及其影响因素定量研究

发布时间：2020-07-19 00:17

【摘要】：水沙变化是水文学研究的重要领域和热点方向,水沙演变规律以及水沙变化影响因素定量研究对监测江河水质、水中生物量、生态系统变化以及流域水土流失治理都有重要意义。目前我国河流水沙变化的研究多针对中北部的大江大河,对于雨量丰沛的南方地区河流研究较少。同时,当前水沙影响因素定量研究大多只考虑降水和人类活动两大类,而对其他更为详细的要素涉及较少。本文以汀江流域长汀段为研究区,利用20世纪80年代以来的水文监测数据、气象数据、遥感数据和人文数据,开展水沙变化及影响因素的定量研究。主要研究内容及成果如下:(1)水沙变化特性分析。利用1982-2014年汀江流域长汀段观音桥和上杭2个水文站点的径流量、输沙率时间序列数据,基于累积距平法分析汀江流域长汀段30多年来径流量和输沙率的变化趋势;基于小波变换等方法,分析径流量和输沙率的月、年际的变化趋势和周期特征。汀江流域长汀段水沙年内分配不均匀,径流量和输沙率主要集中在3-6月;径流量和输沙率的突变年份发生在1991年和2000年左右;水沙变化总体趋势较为一致,观音桥站呈现先减少后增加再减少的变化趋势,上杭站是先缓慢增加后急剧增加再急剧减少的趋势。水沙序列存在明显的多尺度周期性,其中两站年径流序列的第一主周期均为25年,年输沙序列均存在24年的主周期;两站的月输沙序列的第一主周期均为18月,但月径流的主周期不同,观音桥第一主周期为44月,上杭的第一主周期为18月。(2)水沙变化要素相关性分析。以影响水沙变化的气候因子和人类活动因子为自变量,构造不同的水沙变化要素为因变量,利用Pearson相关性分析,筛选出能表征水沙变化影响的适宜的因变量与自变量。降雨和水沙的相关性最强,植被覆盖和治理经费次之,气温和蒸发与水沙的相关性较弱;径流差和输沙差能较好的表现出水沙变化与自然因素和人类活动的相关性。(3)水沙变化影响因素定量研究。分别运用累积量斜率变化率比较法和多元线性岭回归方法,定量计算和分析各影响因素对水沙变化的贡献率。岭回归方法的计算结果更为合理,1982-2013年间影响汀江流域长汀段水沙变化的要素中降雨的作用最大,其贡献率均超过50%;气温的贡献率最小,不足10%;植被覆盖和治理经费所占比重约为10%～15%之间,且植被覆盖和治理经费等人类活动对输沙的影响要大于径流。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P333
【图文】：

技术路线图,水沙,植被覆盖,相关性分析

１．３．２研究框架逡逑本文主要利用实测的水文监测数据以及ＧＩ＿ＳＮＤＶＩ表征的植被覆盖数据、气逡逑温网格等数据进行研宄。全文共分为三部分（图１－１）：邋一是对水沙演变规律的分析，逡逑包含径流、输沙序列趋势性分析以及在年尺度和月尺度上对序列进行小波变化分析，逡逑识别其变化的主周期；二是结合己有的水沙数据和遥感数据，构造出以水沙为主的因逡逑变量和以降雨等气候要素为主的自变量，进行相关性分析；三是根据相关性分析结果逡逑筛选出适宜的自变量和因变量，分别利用累积量斜率变化率比较法和基于岭回归下逡逑的多元线性回归分析，定量计算各影响因子对水沙变化的贡献率。逡逑ｒ—逦逦逦．逦逦逦逡逑ｉ邋／逦长订段水沙资料逦／邋／降雨、蒸￣７邋￣￣￣￣邋｜逦植被覆盖￣邋／逦／Ｎ＼逡逑！／逦／邋／发等水文／■）逦气？网格邋ｉ邋（ＧＩＭＭＳＮＤＶ１）邋！治理经费／逡逑ｍ逦ｒ邋／邋资料邋／逦＾逦＾＾逦＾／邋ｊ逡逑＇邋１邋逦逡逑累积距平４逦Ｍｏｒｌｅｔ小４逡逑法逦波分析逦逡逑因变量逦自置逡逑逦？逡逑＊逦［—＊逦（邋相关性分

福建,上杭,观音,支流

化县等７个县（区）［７９］。汀江支流众多，是闽西最大的河流。本文研宄范围为汀江流逡逑域主干流长汀段，位于汀江上游，此区域内有观音桥（东经１１６°邋２２＇，北纬２５°逡逑５厂）和上杭（东经１１６°邋２５＇，北纬２５°邋４＇）两个监测站点，如图２－１所示。从逡逑图２－１中可知，观音桥和上杭站之间的有众多细小支流，这些支流大多位于长汀县境逡逑内，只有一条支流从东北向西南汇入上杭站，这对本文分析结果会造成一定影响，因逡逑此处没有监测的水文站点，无法收集此支流的水文数据，故在下文分析中不考虑支流逡逑对分析结果的影响。由于影响观音桥和上杭站水沙的植被覆盖主要在其站点的上游逡逑区域，故根据ＤＥＭ分别划分出影响观音桥和上杭站点的长汀上段区域和长汀中段区逡逑域，如图２－２所示。逡逑Ｕ６＊逦东逦ｎｒ逦ｎｒ逡逑S缅义希海诲危我3?ｉ邋＝逦ｍ逡逑□邋Ｍ邋０逦？逦？邋r>逡逑——■逦—逦邋Ｉｆｃ＞ｎ逡?

长汀,上段,上杭,和中

【参考文献】