基于降水相态识别的锡林河流域降雪集中度与集中期特征分析及融雪径流模拟研究

论文摘要

锡林河是我国典型的草原内陆河,流域所处的锡林郭勒草原属寒旱区典型草原,常年干旱,降水稀少,是该区域的主要气候特征。降水的年内分布季节性明显,冬季降水量占全年降水量的比重较大,由降雪形成的季节性积雪是该地区重要的淡水资源,其春季的积雪融水又是地区性的地下水、地表水的主要补给来源之一,但降雪也会引起雪灾和春季草原融雪性洪水等自然灾害的发生,威胁草原牧区人民的生命财产安全,影响当地农牧业发展及生态文明建设。因此,准确识别冬季降雪量,了解降雪变化趋势,掌握其集中度与集中期的时空变化规律,模拟预测未来气候条件下融雪径流演变趋势,对锡林河流域水资源规划及自然灾害防御及经济发展具有十分重要意义。本文基于双温度阈值法结合统计学指数方程及概率估计识别研究区的降雪量,得到较为准确的降雪量数据后,采用小波分析、突变检验、R/S分析等方法分析了流域降雪的集中期、集中度变化特征,并对未来的降雪规律作出预测。运用2014-2016年的降水和气温资料结合遥感数据（积雪面积）,研究了 SRM融雪径流模型在锡林河流域的适应性,并对未来气候变化下融雪径流的演变作出了预测。论文主要结果如下:（1）双温度阈值法与降雪识别方程组合的降雪识别方法,可较好的估计锡林河流域各站点的降雪量,相关系数均在0.89以上,误差在4%以内;1980-2016年锡林河流域各站点之间的估计降雪量变化趋势不一致,整个流域降雪量呈现出东增西减的趋势;根据突变检验结果取1980年为流域的典型突变点,设立温度与降水变化模拟方案,得出气温升高对降雪期各月的降雪量变化呈负贡献,降水量的增加则对降雪呈正贡献,气温与降水共同作用会促进降雪量的增加。（2）流域内锡林浩特站降雪较为集中,而阿巴嘎旗站降雪最不集中。流域降雪南部较北部更加集中,集中度增减趋势则呈西增东减之势。流域大部分站点都存在12月上旬这一个共同的集中期,集中期偏早年较多。集中度存在以25a左右为主的周期变化,在此周期内降雪会经历集中—不集中—集中的交替变化,集中期的变化以24a为主周期,在主周期内存在早—晚—早交替变化,且2016年以后集中期仍处在偏早期。流域的集中度在未来年变化趋势主要表现为反持续性,集中期表现为持续性。（3）SRM模型可以较好的反映锡林河融雪期径流变化趋势,有效捕捉融雪径流洪峰到达日期及洪峰流量。模拟值的拟合优度确定系数（R2）与体积差（DV）,均优于世界气象组织公布的模型模拟精度均值。模型在锡林河流域的适应性表现较好。未来融雪径流的洪峰流量会随降水的增加而增加,径流流量产生的时间随温度的升高而不断提前,融雪径流总量会呈现出随温度升高而增加,同样当降水增加时径流也会随之变大。降水将是引起未来融雪径流变化的主导因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 降雪识别的研究现状
•     1.2.2 降雪的变化特征及其与影响因子研究现状
•     1.2.3 水文模拟研究现状
•     1.2.4 融雪径流模型的研究现状
•     1.2.5 SRM融雪径流模型研究现状
•   1.3 存在的问题及发展趋势
•   1.4 研究内容与技术路线
•     1.4.1 研究目标与内容
•     1.4.2 技术路线
• 2 研究区概况与数据处理
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 流域地理与地形地貌
•     2.1.2 流域土壤植被
•     2.1.3 流域水文
•     2.1.4 流域气象
•   2.2 数据获取
•     2.2.1 气象数据获取
•     2.2.2 水文数据的获取
•     2.2.3 遥感积雪覆盖面积数据的获取
•     2.2.4 积雪密度数据的获取
•   2.3 数据处理与研究方法
•     2.3.1 降雪的识别
•     2.3.2 降雪对主要影响因子的响应
•     2.3.3 降雪集中度（PCD）与集中期（PCP）
•     2.3.4 趋势分析
•     2.3.5 突变检验
•     2.3.6 小波分析
•     2.3.7 R/S分析
•     2.3.8 克里格（Kriging）插值
• 3 锡林河流域降雪的识别及降雪对气象因子的响应
•   3.1 降水相态与平均气温关系
•   3.2 降雪识别与验证
•   3.3 降雪量的突变性检验
•   3.4 气候变化对降雪量的影响
•   3.5 小结
• 4 降雪集中度（PCD）集中期（PCP）的分析
•   4.1 降雪集中度（PCD）集中期（PCP）的年际变化
•   4.2 降雪集中度、集中期的周期变化
•   4.3 集中度与集中期的突变检验
•   4.4 集中度的R/S分析
•   4.5 小结
• 5 融雪径流模拟研究及对其在未来情景模式下的预测
•   5.1 SRM模型的融雪径流模拟
•     5.1.1 SRM模型介绍
•     5.1.2 SRM模型结构
•     5.1.3 模型参变量的确定
•     5.1.4 融雪径流模拟结果精度分析
•   5.2 不同情景模式下融雪径流的变化
•     5.2.1 气候情景的设定
•     5.2.2 预测结果
•   5.3 小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王飞

导师: 朱仲元

关键词: 降雪识别,降雪集中期,集中度,融雪径流,模型,锡林河流域

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 气象学,地球物理学,水利水电工程

单位: 内蒙古农业大学

分类号: P333;P426.63

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000218

总页数: 71

文件大小: 9167K

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