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《发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)》2011年
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渭河流域气候变异和人类活动水文响应定量化研究

占车生  王会肖  徐宗学  李玲  
【摘要】:气候变异和人类活动对降水、蒸发、径流等水文循环要素造成直接影响,直接或间接引起水资源时空上的重新分布,对全球水循环以及水资源产生深远的影响。渭河流域处于我国西北干旱半干旱地区,径流对气候变异及人类活动响应更加敏感。本论文采用Mann-Kendall非参数检验方法对渭河流域1958-2008年内气象因子(降雨量、潜在蒸散发)和水文响应因子(径流量)进行趋势检验,分析了径流量的变化趋势特征,并检验了其突变点,并选择能够表征流域下垫面综合性质的傅抱璞指数,分析其变化来验证径流的变点。依据Mann-Kendall径流突变点和傅抱璞指数的分析,划分了渭河流域自然径流过程和人类活动影响下径流过程的分界点,对应也划分了SIMHYD模型模拟径流的预处理期和检验期,并模拟不同时期渭河流域径流,通过前后时期水文过程对比获得渭河流域气候变异与人类活动的水文效应的定量分割。本论文基于渭河流域1958-2008年气象和水文数据,定量的区分了流域内气候变异与人类活动对径流量的影响。研究结果表明,近51年来渭河流域内径流量呈现明显的下降趋势,而降雨和潜在蒸散发并没有明显的变化趋势,说明径流的变化不仅仅是气候因素的变化所引起的。经检验,1958-2008年间径流量在1990年出现突变。基于Budyko假设的傅抱璞指数探测了流域下垫面综合特性,并验证了1990年是流域径流量对下垫面性质改变响应的突变点,这也与土地利用与覆被变化实际调查数据吻合。SIMHYD模型模拟了预处理期(1958-1989)和检测期(1990-2008)内渭河流域径流量,模型采用径流月数据在预处理期(1958-1989)进行率定和验证,进而模拟检验期(1990-2008)的径流量,以获得气候变异和人类活动对径流影响的定量分析结果。SIMHYD模拟径流量得结果表明气候变异和人类活动的是引起渭河流域近51年来径流下降(43.5%)的主要原因,其中气候变异所引起的径流下降约为5.2%,而人类活动的影响程度达到38.3%。人类活动所导致的土地利用与覆被类型在1990年前后发生的改变,验证了径流量的突变点和定量区分气候变异与人类活动水文响应的预处理期与检验期的划分的合理性,主要土地利用与覆被类型的变化对径流量产生了直接和重要的影响,人类活动是影响流域内径流量近51年来显著下降的主要原因。

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