渭河流域氣候和土地利用變化的水文響應(yīng)研究.pdf

1、近年來,氣候變暖及高強(qiáng)度的人類活動(dòng)對西北干旱、半干旱地區(qū)的水文循環(huán)影響越來越大，積極開展氣候變化和人類活動(dòng)（土地利用）對河川徑流的影響，對變化環(huán)境下的流域水資源合理開發(fā)利用及優(yōu)化配置，都具有十分重要的科學(xué)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。本文以西北典型的干旱、半干旱地區(qū)渭河流域?yàn)檠芯繉ο?，基于生態(tài)水文過程的研究策略，分析流域水文氣象演變規(guī)律及土地利用變化特征；采用SWAT分布式水文模型模擬流域的生態(tài)水文循環(huán)過程，結(jié)合改進(jìn)的徑流歸因識別方法，定量分離流域歷

2、史徑流演變的歸因貢獻(xiàn)率；通過設(shè)置不同的氣候和土地利用變化情景，模擬研究徑流對氣候和土地利用變化的響應(yīng)過程。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　（1）應(yīng)用Mann-Kendall法和滑動(dòng)t檢驗(yàn)，分析了渭河流域水文氣象特征。結(jié)果表明，流域多年平均降雨量呈逐年減少趨勢，多年平均氣溫呈逐年增加趨勢，多年平均徑流量呈顯著性遞減趨勢；降雨除林家村以上在1990年發(fā)生突變外，其余各區(qū)間不存在突變年份，氣溫發(fā)生突變的時(shí)間主要集中在90年代初，徑流發(fā)生的

3、突變時(shí)間主要集中在70年代初及80年代中期到90年代初兩個(gè)時(shí)段。
　?。?）基于土地利用轉(zhuǎn)移矩陣?yán)碚摚治隽宋己恿饔蚪?0年的土地利用變化特征。結(jié)果表明：流域主要土地利用方式為耕地、林地和草地，三者的面積之和約占到流域面積的98％，總面積變化不明顯，但相互之間的轉(zhuǎn)移頻率較高；其余土地利用類型所占面積較小，但總面積變化劇烈，都主要轉(zhuǎn)化為耕地類型。
　?。?）渭河流域SWAT分布式水文模型的構(gòu)建。將渭河流域劃分為95個(gè)子流域和4

4、47個(gè)水文響應(yīng)單元，采用人機(jī)結(jié)合的方式對渭河流域五個(gè)水文站的月徑流參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)和驗(yàn)證；結(jié)果表明：渭河流域各水文站月模擬流量過程與實(shí)測流量過程均擬合較好，相關(guān)系數(shù)R2>0.6、納什系數(shù)Ens>0.5和相對誤差Re<20%，均滿足要求，成功將SWAT模型在渭河流域進(jìn)行了本地化構(gòu)建。
　?。?）基于SWAT模型模擬結(jié)果，采用改進(jìn)的徑流歸因識別方法，分析了氣候變化和人類活動(dòng)對徑流的影響。與基準(zhǔn)期（1978-1986年）相比，90年代氣候

5、、土地利用和其它人類活動(dòng)對各站徑流減小的貢獻(xiàn)率分別約為75%、10%和15%。00年代氣候、土地利用和其它人類活動(dòng)對渭河流域中上游徑流減少的貢獻(xiàn)率分別約為60%、10%和30%；對渭河下游（華縣）徑流減少的貢獻(xiàn)率分別約為40%、-3%和60%，狀頭徑流減少的貢獻(xiàn)率分別約為50%、40%和10%。
　?。?）通過設(shè)置不同的氣候和土地利用變化情景，分析了徑流對氣候和土地利用變化的響應(yīng)關(guān)系。年平均徑流與氣溫呈負(fù)相關(guān)系，與降雨呈正相關(guān)關(guān)系