赣江流域水文情势演变规律分析及其对未来气候变化的响应

论文摘要

径流是河流生态系统的关键驱动因素,气候变化和人类活动引起了径流的改变。赣江流域水库众多,在全球变暖的情境下,势必对赣江的水文情势造成了影响。本研究以赣江流域为研究区域,以栋背站为赣江上游典型断面,吉安站位赣江中游典型断面,外洲站为赣江下游典型断面。利用统计学方法分析了赣江流域历史气象水文数据变化情况,基于赣江径流的突变时间,利用IHARVA法评估赣江流域整体水文情势变化。构建了赣江流域WEP模型。基于5个全球气候模式,对赣江流域模拟效果最好的气候因子进行集成并输入至构建好的WEP模型中,预测未来赣江流域不同排放情景下径流过程及水文情势变化情况。结果表明:（1）赣江流域年和汛期降水在1992-2016年都呈增加趋势,但没有达到显著性水平;栋背站和外洲站年径流变化和降雨相同,栋背站在1986-2016年期间汛期流量呈减少趋势,外洲站汛期径流量在2008-2016年呈减少趋势。年径流随着降雨增加而呈增加趋势,汛期径流在汛期降雨增加的情况下却呈减少趋势,表明降雨对径流年际变化有较大影响,而人类活动使径流年内分配过程更均匀。（2）三个水文站汛期径流突变年份为1991年,达到0.01显著性水平。（3）历史水文情势评估,栋背站共有5个水文指标达到了高度改变;吉安站有4个水文指标达到了高改变度;赣江中上游水文情势发生了较大改变,外洲站没有达到高改变度的指标,下游水文情势改变较小;赣江流域水文情势发生高度改变的主要为低脉冲历史、高脉冲次数、以及径流量的变化速率与频率。（4）构建的分布式水文模型WEP能很好模拟赣江流域的径流情况,三个水文站率定、验证期Nash效率系数都在0.9左右,相对误差在5%左右,相关系数在0.95以上。（5）经过模式优选,模式集成相对于单个模式能更好模拟赣江流域气候因子,选取5个模式各气候因子的模式集成数据为气象输入数据。（6）分别以RCP2.6、RCP4.5,RCP8.5为低、中、高排放情景。赣江流域未来在低排放情景下非汛期降水、径流呈增加趋势,汛期呈减少趋势,年内分布更为均匀;在中等排放下汛期呈增加趋势,非汛期呈减少趋势,且月平均最大值增加较大,年内分布更为集中;高排放下汛期和非汛期都呈增加趋势。赣江流域未来在低排放情景下径流变化更为韧性,在中等排放下更易发生旱、涝灾害,高排放下更易发生洪涝灾害。（7）未来水文情势变化从上游到下游逐渐减少。栋背站未来水文情势在三种排放模式下改变最大,吉安站在中等排放情景下水文情势改变情况比外洲站大,在其他两个排放情景下吉安站与外洲站水文情势改变情况较为接近。低排放情景下三个水文站改变情况都为最小,中高排放情景下水文情势三个水文站改变情况都较大。未来水文情势指标改变主要集中在最小流量指标、流量脉冲指标、流量上升下降指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 水文情势对水生态系统的影响
•     1.2.2 气候变化模拟预估
•     1.2.3 流域水文模型
•     1.2.4 气候变化的水文响应
•     1.2.5 小结
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 主要研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 2 研究区概况
•   2.1 研究范围
•   2.2 研究区地形
•   2.3 土壤与植被
•   2.4 气象与气候特征
•   2.5 河流水系
•   2.6 社会经济
•   2.7 土地利用
•   2.8 水利工程
•   2.9 水文特征
•   2.10 存在问题初判
• 3 赣江流域水文情势评估
•   3.1 研究数据
•   3.2 方法
•     3.2.1 气象水文序列趋势和突变分析方法
•     3.2.2 水文情势（IHA）
•   3.3 降雨、径流的趋势与突变分析
•   3.4 赣江流域上中下游典型断面IHA变化
•     3.4.1 上游典型断面
•     3.4.2 中游典型断面
•     3.4.3 下游典型断面
•     3.4.4 赣江流域水文情势演变规律分析
•   3.5 讨论
•     3.5.1 气候变化和人类活动对赣江径流变化的影响
•     3.5.2 水库对水文情势及河流生态的影响
•   3.6 本章小结
• 4 基于分布式水文模型WEP的径流过程模拟
•   4.1 WEP模型简介
•     4.1.1 模型结构
•     4.1.2 模型要素过程
•   4.2 WEP模型构建
•     4.2.1 流域数字高程信息处理
•     4.2.2 流域土壤信息格式化处理
•     4.2.3 流域土地利用信息处理
•     4.2.4 流域气象数据处理
•   4.3 模型率定与验证
•   4.4 本章小结
• 5 不同排放情景下赣江流域径流变化及水文情势变化
•   5.1 排放情景和模式优选
•     5.1.1 气候情景及气候模式
•     5.1.2 模式评价及优选
•   5.2 未来降水变化
•   5.3 未来径流变化
•     5.3.1 上游典型断面径流变化
•     5.3.2 中游典型断面径流变化
•     5.3.3 下游典型断面径流变化
•   5.4 未来水文情势变化分析
•     5.4.1 上游典型断面IHA变化
•     5.4.2 中游典型断面IHA变化
•     5.4.3 下游典型断面IHA变化
•   5.5 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间学术论文与研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄应厚

导师: 王永文,黄彬彬,万晓明

关键词: 赣江流域,水文情势,模型,全球气候模式,生态水文

来源: 南昌工程学院

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 南昌工程学院

分类号: P333

DOI: 10.27839/d.cnki.gncgc.2019.000033

总页数: 85

文件大小: 5127K

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