基于SWAT和SDSM的玛纳斯河上游径流变化研究
发布时间：2021-10-14 22:53
在气候变化影响不断加深的今天,研究径流对未来气象因素的反应,可以为有关部门提供科学规划的理论依据,包括水资源分配、水库调度、水库建设及生态维护等。本文以玛纳斯河上游为研究对象,基于数理统计、数值模拟方法开展了径流变化模拟预测研究。搭建了SWAT水文模型,模拟了历史流量过程;搭建了SDSM模型,利用CanESM2模式下的三种情景RCP2.6、RCP4.5以及RCP8.5的未来气温和降水进行模拟,将获得的未来情景结果加载到SWAT模型里,实现水文模型和降尺度模型的松散耦合。这项研究的结论如下:（1）采用数理分析方法对研究区两个主要水文站历史时期（1956-2008年）降水径流特征进行分析。结果表明:径流呈显著增加趋势,在1995年径流序列产生突变,降水和蒸发在1997年产生突变,径流存在20年和10年的周期变化。（2）建立了1992-2008时间序列的玛纳斯河上游SWAT模型,水文站模拟值与观测值较为接近、流量过程拟合良好,率定期、验证期R2均大于0.75,水均衡计算结果为河道年均径流量13.81亿m3,年均蒸发量15亿m3...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
研究区概况8图2-1研究区地理位置2.1.2气候特征山地和盆地的分布格局造就了玛纳斯河流域截然不同的气候分布。海拔3600m以上的高山区终年积雪，年平均气温在0℃以下，气候寒冷而湿润。海拔1500~3600m的中山区，年平均气温在2℃左右，冬季最低月平均气温约-10℃，夏季最高月平均气温约15℃，为寒温带半湿润气候。海拔600~1500m的低山丘陵区，年平均气温在5℃左右，冬季最低月平均气温约-10℃，夏季最高月平均气温约20℃，为温带半干旱区。海拔600m以下的平原区，年平均气温约为6℃，冬季最低月平均气温为-19℃，夏季最高月平均气温为25.9℃，全年≥10℃积温为3600℃·d，属温带干旱气候。流域位于地处山区，气候较冷，降雨多为降雪量。如果高度增加，降雪量就会增加，降雪量就会和温度变化有关。随着高度的增加，年降雪量的降雪率也随之增加。玛纳斯地区的年降水量一般为500-600mm。清水河上游年降雨量超过700mm[40]，低山区年降雨量344~428mm，坡面年降雨量约197mm[42]。山区占玛纳斯地区的34%，降水量占玛纳斯地区的85%，山区为稳定的集水地区[41]。
中国地质大学（北京）硕士学位论文92.1.3下垫面条件地质，土壤和植被等流域的基本条件比较复杂。大部分的高山地区都是固有的地层，裸露的岩石受强烈的风化作用，在所有地方都能看到风化的岩石。高山草原植物生长在斜坡的山麓，溪谷两侧。中山地区的古生层表面有风化的残骸和冰块、冰水、沉淀物等，地表土壤薄，植被良好，森林大多分布在阴凉的斜坡上。低山区主要由砂岩构成，是第二系地层，表面有许多冰沉积物。冬季土壤冻结，冬季土壤冻结强度和深度相对较大，减少雪水渗透损失，加速表面汇流。2.2研究区水文气象特征肯斯瓦特站海拔910m，红山嘴站是出口控制站，海拔610m。两个水文站相距约30km。本文采用肯德尔秩检验[43-44]、曼-肯德尔法[45]、小波分析[46]等方法，分析了研究区两个主要水文站1956-2008年的径流特征，包括两站径流的相关性、趋势性和周期性。2.2.1径流相关分析根据玛纳斯河得相关水文资料，对肯斯瓦特站和红山嘴站的流量数据进行了相关分析。由图2-2可以得到，肯斯瓦特站和红山嘴水文站流量线性相关，相关系数为0.99。图2-2肯斯瓦特站与红山嘴站流量相关性分析图
本文编号：3436964
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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研究区概况8图2-1研究区地理位置2.1.2气候特征山地和盆地的分布格局造就了玛纳斯河流域截然不同的气候分布。海拔3600m以上的高山区终年积雪，年平均气温在0℃以下，气候寒冷而湿润。海拔1500~3600m的中山区，年平均气温在2℃左右，冬季最低月平均气温约-10℃，夏季最高月平均气温约15℃，为寒温带半湿润气候。海拔600~1500m的低山丘陵区，年平均气温在5℃左右，冬季最低月平均气温约-10℃，夏季最高月平均气温约20℃，为温带半干旱区。海拔600m以下的平原区，年平均气温约为6℃，冬季最低月平均气温为-19℃，夏季最高月平均气温为25.9℃，全年≥10℃积温为3600℃·d，属温带干旱气候。流域位于地处山区，气候较冷，降雨多为降雪量。如果高度增加，降雪量就会增加，降雪量就会和温度变化有关。随着高度的增加，年降雪量的降雪率也随之增加。玛纳斯地区的年降水量一般为500-600mm。清水河上游年降雨量超过700mm[40]，低山区年降雨量344~428mm，坡面年降雨量约197mm[42]。山区占玛纳斯地区的34%，降水量占玛纳斯地区的85%，山区为稳定的集水地区[41]。
中国地质大学（北京）硕士学位论文92.1.3下垫面条件地质，土壤和植被等流域的基本条件比较复杂。大部分的高山地区都是固有的地层，裸露的岩石受强烈的风化作用，在所有地方都能看到风化的岩石。高山草原植物生长在斜坡的山麓，溪谷两侧。中山地区的古生层表面有风化的残骸和冰块、冰水、沉淀物等，地表土壤薄，植被良好，森林大多分布在阴凉的斜坡上。低山区主要由砂岩构成，是第二系地层，表面有许多冰沉积物。冬季土壤冻结，冬季土壤冻结强度和深度相对较大，减少雪水渗透损失，加速表面汇流。2.2研究区水文气象特征肯斯瓦特站海拔910m，红山嘴站是出口控制站，海拔610m。两个水文站相距约30km。本文采用肯德尔秩检验[43-44]、曼-肯德尔法[45]、小波分析[46]等方法，分析了研究区两个主要水文站1956-2008年的径流特征，包括两站径流的相关性、趋势性和周期性。2.2.1径流相关分析根据玛纳斯河得相关水文资料，对肯斯瓦特站和红山嘴站的流量数据进行了相关分析。由图2-2可以得到，肯斯瓦特站和红山嘴水文站流量线性相关，相关系数为0.99。图2-2肯斯瓦特站与红山嘴站流量相关性分析图
本文编号：3436964
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