黄土丘陵沟壑区流域水沙动态及其对变化环境的响应
发布时间：2021-06-18 11:04
近几十年来,随着黄土高原大规模水土保持措施与生态恢复工程的实施,黄河水量沙量锐减,水沙情势巨变。厘清不同时空尺度水沙对变化环境的响应不仅有利于深入理解高度治理下的河流径流输沙动态特征,而且可为水土保持规划及区域生态治理提供科学依据。本研究以黄土丘陵沟壑区西川河流域为例,基于流域逐日降雨及水沙资料,采用多种时间序列统计方法,分析流域不同时间尺度降雨、径流、输沙的演变特征,定量评估降雨及人为因素对流域水沙变化的贡献率;筛选1974-1989年与2007-2013年间112场次洪水事件,基于洪水径流深、洪水历时、洪峰流量三个表征洪水产流输沙特征的指标,综合采用聚类分析和判别分析方法划分不同洪水类型,探究不同洪水类型输沙规律及水沙关系特征。同时,提出了“相似洪水事件法”,量化人类活动对流域径流及输沙减少的贡献率。最后,采用野外人工降雨模拟试验,探究坡面尺度产流产沙对不同植被盖度的响应,量化坡面不同植被组分的减水减沙效应,揭示坡面植被恢复的水沙调控效应。主要研究结论如下:（1）西川河年际尺度径流及输沙量减少的主要驱动因素为人类活动,而降雨变化所造成的影响相对较低。西川河流域多年年降雨量并无显著的...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)陕西省
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区位置示意图及水文气象站点分布图
技术路线图
第3章西川河径流及输沙量年际分异规律27图3-1西川河流域降雨、径流和输沙量的年际变化Fig.3-1Interannualvariationsofrainfall,runoffandsedimentload3.2.2降雨、径流及输沙量突变分析采用Pettitt突变检验法对西川河流域1974-2012年降雨量、径流量和输沙量的突变年份进行分析。年降雨量、径流量和输沙量突变分析结果如图3-2所示。由检验结果可知，西川河流域年径流量和输沙量时间序列的突变年份均出现于1996年，且均达到99%的信度水平，表明该突变点极显著。因此，西川河流域径流量、输沙量时间序列均于1996年发生突变。然而，经Pettitt检验，流域降雨量检验统计值并未超过0.05显著性水平线，因此降雨序列在研究时段内并未发生显著突变。在本研究中，1996年作为西川河径流量与输沙量的突变年份，与流域所实施的大规模“退耕还林（草）”工程的时间节点一致，表明人类活动所造成的下垫面变化对西川河径流及输沙量有极其重要的影响。据此，将整个时间序列划分为两个时期：基准期（1974-1995），人类活动较为有限的时期；变化期（1996-2012），大规模的人类活动期。图3-2西川河流域降雨、径流及输沙量Pettitt突变检验Fig.3-2Abruptchangesanalysisintheannualrainfall,runoffandsedimentload3.2.3降雨、径流及输沙量阶段性特征西川河径流量和输沙量变化显示，不同年代间河流年径流量和输沙量存在明显的
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界大河水沙通量变化趋势研究（英文）[J]. 李莉,倪晋仁,常方,岳遥,Natalia Frolova,Dmitry Magritsky,Alistair G.L.Borthwick,Philippe Ciais,王易初,郑春苗,Desmond E.Walling. Science Bulletin. 2020(01)
[2]变化环境下降雨集中度的变异与驱动力探究[J]. 黄生志,杜梦,李沛,郭怿,王璐. 水科学进展. 2019(04)
[3]土地利用变化对潘家口水库控制流域径流影响[J]. 王博威,李建柱,冯平. 水利学报. 2018(03)
[4]黄河输沙量研究的几个关键问题与思考[J]. 穆兴民,胡春宏,高鹏,王飞,赵广举. 人民黄河. 2017(08)
[5]草地植被覆盖度坡度及雨强对坡面径流含沙量影响试验研究[J]. 王栋栋,王占礼,张庆玮,张琪琳,田娜玲. 农业工程学报. 2017(15)
[6]模拟降雨条件下侧柏林地枯落物对坡面产流产沙的影响[J]. 何玉广,信忠保,余新晓,樊登星. 水土保持学报. 2017(03)
[7]模拟降雨下枯落物调控坡面产流产沙过程及特征研究[J]. 孙佳美,余新晓,李瀚之,樊登星. 水利学报. 2017(03)
[8]白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响[J]. 张思毅,梁志权,谢真越,卓慕宁,郭太龙,廖义善,韦高玲,李定强. 生态环境学报. 2016(08)
[9]孤山川流域次洪水量和沙量影响因素分析[J]. 金双彦,蒋昕晖,钱云平,龙晓彤. 人民黄河. 2016(03)
[10]黄土高塬沟壑区砚瓦川流域水沙关系及其对流域治理的响应[J]. 王芸,刘文兆,李怀有,张晓萍. 自然资源学报. 2015(08)
博士论文
[1]黄土区土壤水文物理特性及流域产汇流机制变化对植被恢复的响应[D]. 顾朝军.西北农林科技大学 2019
[2]小流域降雨—径流—产沙关系及水土保持措施响应[D]. 方怒放.华中农业大学 2012
硕士论文
[1]长江干流水沙关系模型特征、河流地貌学意义及其应用浅析[D]. 余凤玲.华东师范大学 2006
本文编号：3236546
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)陕西省
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区位置示意图及水文气象站点分布图
技术路线图
第3章西川河径流及输沙量年际分异规律27图3-1西川河流域降雨、径流和输沙量的年际变化Fig.3-1Interannualvariationsofrainfall,runoffandsedimentload3.2.2降雨、径流及输沙量突变分析采用Pettitt突变检验法对西川河流域1974-2012年降雨量、径流量和输沙量的突变年份进行分析。年降雨量、径流量和输沙量突变分析结果如图3-2所示。由检验结果可知，西川河流域年径流量和输沙量时间序列的突变年份均出现于1996年，且均达到99%的信度水平，表明该突变点极显著。因此，西川河流域径流量、输沙量时间序列均于1996年发生突变。然而，经Pettitt检验，流域降雨量检验统计值并未超过0.05显著性水平线，因此降雨序列在研究时段内并未发生显著突变。在本研究中，1996年作为西川河径流量与输沙量的突变年份，与流域所实施的大规模“退耕还林（草）”工程的时间节点一致，表明人类活动所造成的下垫面变化对西川河径流及输沙量有极其重要的影响。据此，将整个时间序列划分为两个时期：基准期（1974-1995），人类活动较为有限的时期；变化期（1996-2012），大规模的人类活动期。图3-2西川河流域降雨、径流及输沙量Pettitt突变检验Fig.3-2Abruptchangesanalysisintheannualrainfall,runoffandsedimentload3.2.3降雨、径流及输沙量阶段性特征西川河径流量和输沙量变化显示，不同年代间河流年径流量和输沙量存在明显的
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界大河水沙通量变化趋势研究（英文）[J]. 李莉,倪晋仁,常方,岳遥,Natalia Frolova,Dmitry Magritsky,Alistair G.L.Borthwick,Philippe Ciais,王易初,郑春苗,Desmond E.Walling. Science Bulletin. 2020(01)
[2]变化环境下降雨集中度的变异与驱动力探究[J]. 黄生志,杜梦,李沛,郭怿,王璐. 水科学进展. 2019(04)
[3]土地利用变化对潘家口水库控制流域径流影响[J]. 王博威,李建柱,冯平. 水利学报. 2018(03)
[4]黄河输沙量研究的几个关键问题与思考[J]. 穆兴民,胡春宏,高鹏,王飞,赵广举. 人民黄河. 2017(08)
[5]草地植被覆盖度坡度及雨强对坡面径流含沙量影响试验研究[J]. 王栋栋,王占礼,张庆玮,张琪琳,田娜玲. 农业工程学报. 2017(15)
[6]模拟降雨条件下侧柏林地枯落物对坡面产流产沙的影响[J]. 何玉广,信忠保,余新晓,樊登星. 水土保持学报. 2017(03)
[7]模拟降雨下枯落物调控坡面产流产沙过程及特征研究[J]. 孙佳美,余新晓,李瀚之,樊登星. 水利学报. 2017(03)
[8]白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响[J]. 张思毅,梁志权,谢真越,卓慕宁,郭太龙,廖义善,韦高玲,李定强. 生态环境学报. 2016(08)
[9]孤山川流域次洪水量和沙量影响因素分析[J]. 金双彦,蒋昕晖,钱云平,龙晓彤. 人民黄河. 2016(03)
[10]黄土高塬沟壑区砚瓦川流域水沙关系及其对流域治理的响应[J]. 王芸,刘文兆,李怀有,张晓萍. 自然资源学报. 2015(08)
博士论文
[1]黄土区土壤水文物理特性及流域产汇流机制变化对植被恢复的响应[D]. 顾朝军.西北农林科技大学 2019
[2]小流域降雨—径流—产沙关系及水土保持措施响应[D]. 方怒放.华中农业大学 2012
硕士论文
[1]长江干流水沙关系模型特征、河流地貌学意义及其应用浅析[D]. 余凤玲.华东师范大学 2006
本文编号：3236546
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