泾河流域气候变化对径流量的影响研究

论文摘要

本文首先根据泾河流域1960～1999年的月平均气温、月降水量和月蒸发量的观测记录,分析了泾河流域气温、降水和蒸发的变化趋势、周期、突变和气候因子之间的变化关系。结果表明泾河流域近40年来的年平均气温有上升的趋势,其倾向率为0.10℃/10年;通过对40年温度序列Mann-Kendall方法突变检验,年气温序列没有产生突变。近40年来泾河流域降水量的变化比较复杂,降水量出现了几个丰枯水期但总的呈现出微弱的减少趋势;降水序列未出现突变。气候变暖的季节主要在秋冬两季,气温变化倾向率分别达到0.3℃/10年、0.25℃/10年。降水量偏少主要是在春季和秋季。泾河流域年平均蒸发量呈显著的下降趋势,其中以夏季和春季下降趋势最为明显,趋势系数分别为-0.699和-0.301,通过了置信度95%的置信检验。用Mann-Kendall法分析流域年蒸发量序列,发现1963年出现突变。流域历年气温序列功率谱分析表明存在26年左右的显著周期。对流域历年降水量序列功率谱分析表明存在8.7年和4.3年的周期,但不显著。流域历年蒸发量序列的功率谱分析结果得出蒸发量存在26年的显著周期。对流域年均温、年降水量和年蒸发量标准化时间序列数据进行相关分析发现,蒸发量和降水量成负相关,蒸发量与气温成正相关,均通过了a=0.05的置信检验;采用多元线性回归模型,来分析气温、降水和蒸发之间的关系,发现气温对蒸发量的影响尤其重要。使用泾河张家山站1954～2006年的月平均径流量和年径流量的观测记录,对泾河径流量变化趋势进行了分析,结果表明:近53年来泾河径流量的年际变化出现了几个丰枯水期,1954年到1963年为平水段,1964年到1970年为丰水段,1971年到1996年为平水段,1997年到2006年是枯水段。径流量年内分配极不均匀,集中程度高（即:其流量1月份处于最低值,2月至5月缓慢上升,6月份起剧增,至8月达到最大值,9月份开始明显减少,12月出现极小值）,泾河径流年内分配不均匀系数C vy=0.598。泾河的年径流变差系数CV值为0.4,反映出泾河径流多年变化的年变差系数较大,径流年际变化不稳定。计算泾河径流量与气候因子（气温、降水、蒸发）的相关性,建立两者间的回归方程,进而探讨泾河径流量对气候变化的响应,得到以下主要结论:当泾河流域水文年降水量偏多或偏少10%时,泾河年径流量会偏多或偏少9.8%;当水文年降水量偏多或偏少20%时,泾河年径流量会偏多或偏少19.6%;当水文年降水量出现偏多或偏少30%时,泾河年径流量会出现偏多或偏少29.3%的响应。本文最后利用灰色关联分析的方法进一步研究泾河径流量变化与气候因子的相互关系,以期确定对泾河径流量起关键作用的因素。结果表明泾河年径流量与各气候因子的关联度大小的顺序为:r降水量>r气温>r蒸发量,说明泾河流域降水量对径流量变化作用最为突出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 选题背景及科学意义
• 1.2 气候变化的研究进展
• 1.2.1 气候变化的原因
• 1.2.2 国内外气候变化研究成果
• 1.3 气候变化对流域水文水资源影响的研究进展
• 1.4 水文变量对气候变化的响应研究现状
• 1.5 研究内容、方法和技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 1.5.3 研究方法
• 第二章 泾河流域概况
• 2.1 地形地貌
• 2.2 气候
• 2.3 地质与土壤
• 2.4 植被
• 2.5 水文与水土流失
• 2.6 社会经济
• 2.7 泾河流域的主要生态环境问题
• 第三章 泾河流域气候变化特征
• 3.1 泾河流域气温变化的基本特征
• 3.1.1 年平均气温变化的倾向率和年代际变化特征
• 3.1.2 气温变化的季节性
• 3.1.3 气温的趋势分析
• 3.1.4 气温的周期分析
• 3.1.5 气温的突变分析
• 3.2 泾河流域降水量变化的基本特征
• 3.2.1 泾河降水量年际变化趋势
• 3.2.2 降水量年内变化分析
• 3.2.3 泾河流域降水的趋势分析
• 3.2.4 泾河流域降水的周期分析
• 3.2.5 泾河流域降水的突变分析
• 3.3 泾河流域蒸发量变化特点
• 3.3.1 蒸发量变化趋势分析
• 3.3.2 蒸发量的突变和周期分析
• 3.4 泾河流域气候因子的相关性分析
• 3.4.1 气候因子间的相关系数分析
• 3.4.2 多元线性回归模型
• 第四章 泾河径流量的变化特征
• 4.1 泾河径流的年际变化
• 4.1.1 年径流量变差系数
• 4.1.2 泾河的年径流量的年际极值比
• 4.1.3 泾河径流量年际变化
• 4.2 泾河径流量的年内变化
• 4.2.1 径流量的年内变化特征
• 4.2.2 径流年内分配不均匀系数
• 第五章 气候变化对泾河径流量的影响
• 5.1 影响径流变化的主要气候因子分析
• 5.2 气候变化对泾河径流的影响
• 5.3 泾河径流量与气候因子的灰色关联度分析
• 结论与讨论
• 结论
• 讨论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的成果
• 致谢