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分析归因基于集合模拟滦河流域水资源演变归因

收藏本文 2024-01-27 点赞:5267 浏览:13333 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:水循环系统是气候系统的重要组成部分,而气候变化必定引起流域水资源的时空变化。随着人口的不断增加和社会经济的快速进展,气候变化和人类活动对水文水资源的影响日益突出。量化浅析气候变化和人类活动对流域水文水资源的影响,对认知水资源演变规律和实现水资源可持续利用进展具有重要的实践作用。本论文以滦河流域为探讨区,结合水均衡模型与SWAT流域水循环模型深入探讨了流域水循环演变规律,就气候变化和人类活动分项量化,以及对流域水资源模拟结果中的不确定不足进行探讨,取得主要探讨成果如下:1957~2000年滦河流域的天然径流总体上呈减小走势,降水与潜在蒸发量也呈现出减小的走势。其中,径流量与降水量的5年滑动平均历程线体现出了较好的一致性,说明降水的变化是影响径流变化的一个重要因素。通过利用降水-径流双累积曲线和滑动t-检验对天然径流序列(1957~2000年)突变点进行检测发现,1979年为全流域天然径流序列发生显著突变的年份,并以1979年为突变点,把其划分为基准期(1957~1979年)和变化期(1980~2000年);而对于1972~2000年的径流序列,1989年可以作为其突变点,并把其划分为两个阶段,即1972~1988年与1989~2000年。本论文阐述了SWAT模型的结构和原理,构建了模型所需水文气象、土地利用以及土壤等数据库,通过实例验证说明SWAT模型能够较好的适应滦河流域。同时,对于任意一个封闭流域,以能量平衡与水量平衡原理为基础,运用水热耦合论述构建了基于傅抱璞公式的水均衡模型,并通过验证说明其在滦河流域有较好的适用性。为降低水文模拟的不确定性,开展了多方式多模型的集合模拟探讨。通过比较发现,对于滦县水文站径流的模拟,SWAT模型的模拟精度高于水均衡模型。分别用基于集对浅析、熵权法与多元线性回归的组合模型对1972~2000年滦县水文站天然径流进行模拟,其中,基于多元线性回归组合模型的模拟曲线与实测值曲线的吻合度最高,其模拟效果最佳。通过径流变化来间接识别气候变化和人类活动影响,以流域水循环角度来讲是合理可行的,径流是流域水循环产汇流历程的终端,可方便进行实际观测,能够直观反映气候变化和人类活动对水资源的影响变化。采取分别固定气候因子与土地利用/覆被变化因子的策略,将模拟情景分别输入SWAT模型与水均衡模型。然后,运用基于多元线性回归组合模型对相应模拟情景的天然径流进行集合模拟,并用集合后的模拟结果计算气候变化与土地利用变化对天然径流的影响程度。结果显示,气候变化是造成1972~2000年滦县水文站天然径流减少的主导因素。关键词:气候变化论文人类活动论文水文模型论文集合模拟论文归因识别论文

    摘要6-8

    Abstract8-10

    目录10-12

    第一章 绪论12-25

    1.1 探讨背景与作用12-13

    1.2 国内外相关探讨进展13-20

    1.2.1 气候变化与人类活动的基本内涵14

    1.2.2 气候变化对流域水资源的影响探讨进展14-15

    1.2.3 人类活动对流域水资源的影响探讨进展15-16

    1.2.4 气候变化与人类活动对流域水资源的综合影响及区分16-19

    1.2.5 流域水资源的集合水文模拟探讨进展19-20

    1.3 探讨有着不足及进展走势20-21

    1.4 探讨内容及技术路线21-24

    1.4.1 探讨内容21-22

    1.4.2 技术路线22-24

    1.5 拟解决的关键科学不足24-25

    第二章 探讨区概况及水文气象要素演变特点25-39

    2.1 探讨区概况25-31

    2.1.1 地理位置25-26

    2.1.2 地质地貌26

    2.1.3 水文气象26-27

    2.1.4 土壤植被27-30

    2.1.5 河流水系30-31

    2.2 流域水文气象要素演变特点浅析31-37

    2.2.1 流域天然径流演变特点32-33

    2.2.2 流域降水演变特点33-34

    2.2.3 流域蒸发演变特点34-35

    2.2.4 流域天然径流突变特点浅析35-37

    2.3 本章小结37-39

    第三章 滦河流域SWAT分布式水文模型的构建39-54

    3.1 SWAT模型介绍39-43

    3.2 SWAT模型数据库的构建43-49

    3.2.1 数字高程模型DEM44-45

    3.2.2 土地利用空间分布45-47

    3.2.3 土壤空间分布及属性数据库的建立47-48

    3.2.4 水文响应单元HRU的生成48

    3.2.5 气象数据48-49

    3.3 SWAT模型参数的率定与验证49-53

    3.4 本章小结53-54

    第四章 滦河流域水均衡模型的构建54-61

    4.1 水热耦合平衡论述54-55

    4.2 天然径流主要影响因子识别55-56

    4.3 基于傅抱璞公式的流域水均衡模型56-58

    4.4 水均衡模型的验证58-59

    4.5 本章小结59-61

    第五章 流域水文模型径流模拟的集合及归因探讨61-74

    5.1 水均衡模型与SWAT模型的径流模拟结果评价61-63

    5.2 基于集对浅析的流域径流组合模型63-66

    5.2.1 SPA-CF的策略原理64

    5.2.2 SPA-CF的构建64-65

    5.2.3 SPA-CF在径流模拟中的运用65-66

    5.3 基于熵权法的流域径流组合模型66-68

    5.4 基于多元线性回归的径流组合模型68-69

    5.5 各组合模型的结果浅析69-70

    5.6 气候变化与土地利用/覆被变化对径流影响的归因探讨70-73

    5.7 本章小结73-74

    第六章 结论与展望74-77

    6.1 论文主要结论74-75

    6.2 主要革新点75

    6.3 待解决的不足及未来展望75-77

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