疏勒河流域气候变化对径流的影响分析

发布时间：2017-07-31 19:07

  本文关键词：疏勒河流域气候变化对径流的影响分析

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【摘要】：近年来,随着气候的明显变化和人类活动的加剧,疏勒河流域水资源短缺和生态环境问题日益突出。研究疏勒河流域在未来气候情境下径流变化,对于制定合理的水资源规划以及展开生态环境保护具有重要意义。本论文利用统计降尺度模型得到未来气候情境下的气象要素数据,通过建立分布式水文模型模拟未来气候变化下的流域径流在变化气候情景下的变化。论文首先对疏勒河流域实测平均气温、最高气温、最低气温、降水以及径流的变化进行趋势分析及突变点分析,发现近年来六个气象站点的平均气温、最高气温都在0.05的显著水平下显著上升。马鬃山站、红柳河站和瓜州站年降水量在0.05的显著水平下显著变化,其余站点降水均为不显著变化。气温突变点均发生在80、90年代,而年降水由于没有显著变化趋势,突变点不显著。昌马堡水文站径流四季显著增长,其他站点夏季径流显著增长、春季径流显著下降。采用SDSM(statistical downscaling model)模型,根据6个气象站41年(1961~2001年)的观测数据和Had CM3模式模拟数据开展未来气温和降水的降尺度研究。由1982~2001年气象数据进行验证表明,SDSM模型可以较好地模拟气温,而模拟的降水偏多。利用疏勒河流域下垫面数据及历史气象数据等建立疏勒河流域上的SWAT(soil and water assessment tool)模型。经过比较分析站点降水输入与卫星降水输入的模拟结果发现,相对于分布较少的气象站点的气象数据,分辨率较高的卫星降水数据能更好地模拟径流的变化趋势。为提高降水数据的代表性,将根据水文模型中的子流域划分进行面平均后的卫星降水应用于水文模型中。利用上述得到的降尺度数据及水文模型,得到2022~2038年未来情境下的径流。本文选用2个未来气候排放情景A2和B2,以减少模型的不确定性。模拟结果显示,未来气候情境下的降水增多,昌马堡水文站未来多年平均月径流值与实测期(2000~2005年)模拟值相比径流增加15m3/s左右,多年平均月径流深增加约4mm,A2、B2情境下季节径流均显示出夏秋径流逐年减少,冬春径流逐年增加。
【关键词】：疏勒河流域 统计降尺度 卫星降水 SWAT
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333.1;P339
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和研究意义8-9
• 1.1.1 气候变化的研究背景8
• 1.1.2 疏勒河流域的特殊性及研究意义8-9
• 1.2 气候变化研究现状9-13
• 1.2.1 气候情景研究10
• 1.2.2 降尺度方法研究10-12
• 1.2.3 水文模型研究进展12-13
• 1.3 研究目标与内容13-14
• 1.3.1 研究目标13
• 1.3.2 研究内容13-14
• 1.4 研究路线14-15
• 第2章 疏勒河流域气象水文要素变化15-27
• 2.1 研究流域概况15
• 2.2 研究所需数据及修正15-17
• 2.2.1 研究数据15-16
• 2.2.2 卫星降水数据修正16-17
• 2.3 气候变化趋势分析17-25
• 2.3.1 趋势检验及突变点检验方法介绍18-19
• 2.3.2 气象观测数据趋势分析结果19-21
• 2.3.3 气象要素突变点分析21-25
• 2.3.4 径流观测数据趋势分析25
• 2.4 小结25-27
• 第3章 气候降尺度研究27-44
• 3.1 研究数据27-29
• 3.2 流域SDSM降尺度模型的建立29-34
• 3.3 模型效果分析34-42
• 3.3.1 日平均气温的模拟效果评估35-36
• 3.3.2 日最高气温模拟效果评估36-37
• 3.3.3 日最低气温模拟效果评估37-38
• 3.3.4 月累积降水模拟效果评估38-39
• 3.3.5 其他气象要素降尺度39-42
• 3.4 对年际变化的模拟效果42
• 3.5 小结42-44
• 第4章 SWAT水文模型的建立与运行44-57
• 4.1 SWAT模型介绍44-45
• 4.2 输入数据45-50
• 4.2.1 数字高程信息45-46
• 4.2.2 土地利用重分类及分布46-47
• 4.2.3 土壤类型分类及坡度划分47-48
• 4.2.4 气象数据输入48-50
• 4.3 基于SWATCUP对模型调参50-52
• 4.4 SWAT模型的率定和验证52-57
• 4.4.1 不同降水输入的无参数优化模型输出53-55
• 4.4.2 SWAT模型参数化55-57
• 第5章 未来气候情境下的径流响应57-68
• 5.1 实测期卫星降水的降尺度模拟57-59
• 5.2 未来情景气象要素模拟59-65
• 5.3 未来气候情境径流变化65-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 研究成果与结论68
• 6.2 论文不足及未来研究方向68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-75
• 附录A 疏勒河流域SWAT模型中属性表75-78
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果78

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