延河流域不同尺度水文连通性研究

发布时间：2018-03-13 08:03

  本文选题：延河流域　切入点：小区尺度　出处：《西北农林科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：二十一世纪以来,黄河泥沙出现突兀性减少,植被恢复重建被认为是泥沙减少的重要的原因之一,但关于植被对水沙影响的认识多来源于小尺度的观测研究,大尺度植被恢复与空间格局变化对水沙传输的阻滞机理并未得到充分的研究。为此,本研究以黄土高原丘陵区延河流域为研究区,试图在小区尺度和流域尺度,分别构建适用于研究区域的水文连通性模型,计算适用于两种尺度的水文连通性指数,并分析它们与水沙变化的关系,为深入研究植被对水沙传输的阻控作用提供依据。小区尺度上,通过12场野外人工模拟降雨,获得径流小区的植被、地形、径流泥沙数据,并计算5种水文连通性指数(M_Flowlength、Flowlength11、Flowlength01、Flowlengthr、Flowlengths);在流域尺度上,通过整理甘谷驿水文站的水文资料获得多年(1991年、1995年、1998年、2002年、2004年、2007年、2010年)的年径流泥沙量数据;利用Landsat5 TM得到研究区的各年份的土地利用图、植被覆盖度图以及植被结构性指数Cs分布图,并结合DEM数据,计算各年份的三种IC分布图(IC_c、IC_f、IC_cs)。通过对上述数据进行分析,得到以下结论:1)在小区尺度,总泥沙量比总径流量同植被覆盖度具有更高的相关性;5个水文连通性指数中,M_Flowlength同植被覆盖度具有显著地负相关关系,Flowlength01、Flowlengthr、Flowlengths同植被覆盖度具有正相关关系,并且随着植被覆盖度的增加,M_Flowlength同植被覆盖度负相关性越强。在各个小区的总径流量、总泥沙量同水流长度拟合中,Flowlengthr同总径流量呈最佳的幂函数关系,而Flowlengths同总泥沙量呈最佳的幂函数关系。2)在流域尺度,各年份的三种IC值(IC_c,IC_f,IC_cs)的分布图中,靠近沟道的IC值要显著地大于坡面上的IC值;以1998年和2010年为例,整个研究区的三种IC值在绝大部分地区均减小;随着植被的恢复,整个研究区的三种IC的平均值均表现出下降的趋势;IC_c的年均值同流域的年径流量具有最佳线性拟合关系,R2为0.83;IC_f的年均值同流域的年输沙量具有最佳线性拟合关系,R2为0.78。水文连通性是解释干旱半干旱地区植被变化下产流产沙变化的有力工具。它能根据地形、植被等影响因素,直观地展示植被变化后水文状况。这为研究植被恢复背景下水文变化提供了有力的途径,也为流域的管理提供了指导。
[Abstract]:Since 21th century, the sediment of the Yellow River has been reduced suddenly, and the restoration of vegetation is considered to be one of the important reasons of sediment reduction. However, the understanding of the effect of vegetation on water and sediment comes from observation studies on a small scale. The mechanism of large-scale vegetation restoration and spatial pattern change on water and sediment transport has not been fully studied. Therefore, the Yanhe basin in the hilly region of the Loess Plateau is taken as the study area. The hydrological connectivity models suitable for the study area are constructed, and the hydrological connectivity indices applicable to the two scales are calculated, and the relationship between them and the variation of water and sediment is analyzed. In order to provide the basis for further study on the blocking and controlling effect of vegetation on water and sediment transport, the vegetation, topography, runoff and sediment data of runoff plot are obtained by 12 field artificial rainfall simulation in plot scale. Five kinds of hydrological connectivity indices are calculated, and the annual runoff sediment volume data are obtained by collating hydrological data of Ganguyi Hydrological Station (1991, 1995, 1998, 1998, 1998, #date鈪，

本文编号：1605498