黄土丘陵沟壑区典型流域径流及其组分变化和对植被恢复的响应

发布时间：2020-09-15 17:58

　　本文以北洛河上游黄土丘陵沟壑区为研究对象,收集整理气象、水文和遥感数据,分析了1959-2011年共53年内降雨、径流和基流在不同时间尺度上的分配规律和阶段性特征,探讨了径流及其组分对区域植被恢复的响应规律,探究了不同时代人为活动和国家政策实施对区域植被状态、水文循环的影响,本研究对流域维持生态平衡、水资源保护和合理利用具有指导和借鉴意义。主要结论如下:1.北洛河上游多年平均降雨量450.8mm,夏季(6-8月)降雨量占全年的63.2%。在时间序列上年、春、夏、秋降雨量呈不显著的减少趋势,而冬季降雨量则呈极显著增加趋势,年均变率为0.06 mm/a。降雨有大约10年周期的特征,变差系数在年代际间有减小趋势。降雨量和变差系数在年代际间的减小趋势,影响着流域径流及其组分的分配和转化趋势。研究流域研究时段期间水土保持措施面积逐年代增加。但1960s-1970s以梯田、淤地坝等工程措施功能为主,其拦水调蓄作用比较突出。2000年后退耕还林政策的实施,以植被恢复及其生态功能作用为主。2.吴起、志丹、刘家河三个水文站的多年平均径流量分别是27.1、37.6、31.7mm。年径流量均表现出极显著减少趋势,年均变率分比为-0.32、-0.64、-0.29mm/a。三站地表径流量均呈极显著减少趋势,减少程度较总径流量大。三站多年平均基流量分别为9.9、11.0、13.6mm,研究时段上志丹站基流量基本保持稳定,而吴起站、刘家河站均呈显著增加趋势,年均变率分别为0.03、0.05mm/a。年径流系数多年均值分别为0.066、0.085和0.072,其中刘家河站表现出不显著的减少趋势,吴起和志丹站表现出显著减少趋势。三站年基流指数多年均值分别为0.421、0.348和0.466,都表现出及显著增加趋势。3.根据突变点检验结果将整个数据序列分成基准期(P1:1959-1979)、水土保持措施期(P2:1980-1999)和退耕期(P3:2000-2011)三个时段。随着时段推移,三站的径流深多年均值、变差系数均呈减小趋势。三个站径流量和地表径流量在三个时段均表现出减少-增加-显著减少的趋势。三个站基流量则表现为显著增加-增加-减少趋势。4.径流系数在三个时段间表现为先减小,后大幅减小趋势。而基流指数则表现为先增大,后大幅增大态势。变差系数均表现为逐时段减小态势。5.径流量和基流量年内分配均表现出“双峰型”特点,但时间不一致。径流量峰值是3、8月,而基流量是3、10月。基流量峰值3月较10月大。随时段推移,径流量季节分配不均匀性逐渐减弱,夏、汛期径流量占年径流量的比例随时段为减少态势,而春、秋、冬季径流量所占比例为增大趋势。三个站基流量在冬季均表现为随时段增加态势,其他季节均为减少态势。径流系数逐阶段减小,而基流指数各季节随时段呈增加趋势。6.在气候变化和人类活动综合影响下,北洛河上游53年来径流系数显著减小,而基流指数显著增大。随着1999年后植被的恢复,北洛河上游植被覆盖度与基流量呈线性负相关关系,与基流指数呈非线性关系,植被覆盖度每增加10%,基流深减少1.29mm。结合基流量和基流指数的阶段变化趋势,认为,在黄土丘陵沟壑区,1980-1999年间水土保持措施的实施和2000年后生态恢复,均是通过大幅减少地表径流量来改变径流组分的分配比例,达到对流域水循环要素的调节功能。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：Q948;P333

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