基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究
发布时间：2020-12-06 07:30
全球气候变化背景下,冰冻圈的剧烈消融一方面引起固体水资源的锐减,另一方面增加的融水量正逐步改变着流域水文过程和水循环特征,特别是液态降水增加和冰雪、冻土剧烈消融引起的寒区径流成分改变及其水文效应变化,对流域径流演变规律及水循环机制产生了深刻影响,进而对水资源的时空配置及其水利资源的开发利用带来了新的挑战。那么如何量化气候变暖和冰冻圈剧烈消融背景下径流成分的变化,已成为寒区水文学研究亟待解决的关键科学问题。为此,本文以长江源区为研究区,共采集大气降水、冰雪融水、冻土层上水和河水样品1770组,应用稳定同位素示踪和端元混合径流分割模型等方法,分析了长江源区径流稳定同位素特征及指示的水文过程,然后基于稳定同位素示踪剖析了径流与大气降水、冰雪融水和冻土层上水的紧密联系,确定了径流组成成分,最后运用端元混合径流分割模型量化了出山口径流、不同类型支流和冻土层上水的补给源。得出的主要结论如下:（1）受局地环境及不同水源补给比例差异的影响,河水稳定同位素时空变化差异显著,其空间变化主要反映了3个因素的影响:不同海拔的河水补给源及补给比例的差异性;不同海拔降水汇流量及稀释作用的程度差异;不同海拔蒸散发程...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长江源区温度及极端指数的年际变化（a、b、c、d、e）和变化幅度（f）
兰州大学博士学位论文基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究4图1-2长江源区降水量及极端指数的年际变化（a、b、c、d）和变化幅度（e）Fig.1-2Interannualvariation(a,b,c,d)andchangerange(e)ofprecipitationandextremeindexinthesourceregionoftheYangtzeRiver（4）长江源区冰冻圈剧烈萎缩是径流成分变化的主要影响因素受全球气候变暖影响，1990年以来高寒区的冰川面积加速后退，多年冻土明显退化，积雪面积持续减少。依据1969－1971年和1999－2002年的监测资料，发现长江源区大部分冰川处于退缩阶段，平均冰川长度退缩了108.3m，退缩面积为68.13km2（图1-3），占1969－1971年总冰川面积的6.9%（Xuetal.,2013）。气象数据显示长江源区冰川退缩主要是由温度升高引起的。2009年长江源区的冰川总面积为1060.2km2（Yaoetal.,2014），但从1969－1971年到2009年以来
兰州大学博士学位论文基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究5冰川面积已减少155.33km2。此外，冰川消退速度正在逐年加快，从1969－1999年的2.27km2/a增加到1999－2009年的8.72km2/a，增加了2.8倍（图1-3）。以格拉丹东冰川为例，1964年到2010年，冰川总面积减少了45.75km2，相对变化量为6.8%（Wangetal.,2013），同时冰川后退的速度也加快了（图1-3）。实地测量资料表明，2008年到2012年期间，冬克玛底冰川也发生了严重的消融，冰川末端已后退19.7m，平衡线高度比20世纪90年代初高120m，质量平衡为-1584mm，夏季温度的升高是冰川消融的控制因素（Zhangetal.,2013a）。这些结果反映了在气候变暖背景下冰川加速消融。图1-3长江源区冰川消退速率（a）、格拉丹东冰川面积变化（b）、冻土活动层厚度的变化（c）和降雪量的变化（d）Fig.1-3Glacierretreatrate(a),glacierareachangesinGeladandong(b),thicknesschangeofpermafrostactivelayer(c)andsnowfallchange(d)inthesourceregionoftheYangtzeRiver在冰川加剧消融的同时，长江源区多年冻土也在加速退化。根据观测数据，研究区的杂多、玉树和大武站在1961－1970年到1990－2001年的最大冻结深度分别下降了24cm、1cm和9cm（Wangetal.,2005）。如图1-3所示，2006－2011年，五道梁、可可西里、红梁河、风火山、不冻泉、乌里、开心岭观测点的多年冻土活动层深度也分别增加了33cm、15cm、4cm、22cm、19cm、73cm和9cm。
本文编号：2900973
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长江源区温度及极端指数的年际变化（a、b、c、d、e）和变化幅度（f）
兰州大学博士学位论文基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究4图1-2长江源区降水量及极端指数的年际变化（a、b、c、d）和变化幅度（e）Fig.1-2Interannualvariation(a,b,c,d)andchangerange(e)ofprecipitationandextremeindexinthesourceregionoftheYangtzeRiver（4）长江源区冰冻圈剧烈萎缩是径流成分变化的主要影响因素受全球气候变暖影响，1990年以来高寒区的冰川面积加速后退，多年冻土明显退化，积雪面积持续减少。依据1969－1971年和1999－2002年的监测资料，发现长江源区大部分冰川处于退缩阶段，平均冰川长度退缩了108.3m，退缩面积为68.13km2（图1-3），占1969－1971年总冰川面积的6.9%（Xuetal.,2013）。气象数据显示长江源区冰川退缩主要是由温度升高引起的。2009年长江源区的冰川总面积为1060.2km2（Yaoetal.,2014），但从1969－1971年到2009年以来
兰州大学博士学位论文基于稳定同位素示踪的长江源区径流源解析研究5冰川面积已减少155.33km2。此外，冰川消退速度正在逐年加快，从1969－1999年的2.27km2/a增加到1999－2009年的8.72km2/a，增加了2.8倍（图1-3）。以格拉丹东冰川为例，1964年到2010年，冰川总面积减少了45.75km2，相对变化量为6.8%（Wangetal.,2013），同时冰川后退的速度也加快了（图1-3）。实地测量资料表明，2008年到2012年期间，冬克玛底冰川也发生了严重的消融，冰川末端已后退19.7m，平衡线高度比20世纪90年代初高120m，质量平衡为-1584mm，夏季温度的升高是冰川消融的控制因素（Zhangetal.,2013a）。这些结果反映了在气候变暖背景下冰川加速消融。图1-3长江源区冰川消退速率（a）、格拉丹东冰川面积变化（b）、冻土活动层厚度的变化（c）和降雪量的变化（d）Fig.1-3Glacierretreatrate(a),glacierareachangesinGeladandong(b),thicknesschangeofpermafrostactivelayer(c)andsnowfallchange(d)inthesourceregionoftheYangtzeRiver在冰川加剧消融的同时，长江源区多年冻土也在加速退化。根据观测数据，研究区的杂多、玉树和大武站在1961－1970年到1990－2001年的最大冻结深度分别下降了24cm、1cm和9cm（Wangetal.,2005）。如图1-3所示，2006－2011年，五道梁、可可西里、红梁河、风火山、不冻泉、乌里、开心岭观测点的多年冻土活动层深度也分别增加了33cm、15cm、4cm、22cm、19cm、73cm和9cm。
本文编号：2900973
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