焉耆盆地水文气象要素变化对博斯腾湖水位的影响

论文摘要

水资源短缺已成为制约经济社会可持续发展的主要因素,本研究选取了分布式水文模型SWAT软件,以西北干旱区新疆焉耆盆地为研究区域,通过收集焉耆盆地DEM数字高程图、土地利用数据、土壤数据以及1961-2007年的气象数据,建立了适用于焉耆盆地的SWAT模型。具体步骤为:首先在焉耆盆地进行土壤数据与气象数据的空间化;而后在流域建立SWAT模型并研究其在焉耆盆地的适用性;之后研究SWAT模型参数的敏感性,最后研究焉耆盆地湿地水文的变化。主要得到以下结论:（1）焉耆盆地年际气温呈现显著上升趋势,平均相对湿度呈现微弱上升趋势;日照时数显著减少;而风速在1990年之前呈显著下降趋势,之后又呈现上升趋势;流域蒸散发年际变化趋势以1989年为界限,1961-1989年之间以15.22mm/a的速率显著减少,且呈现显著下降的趋势与气温升高趋势恰好相反,而1989年之后则以15.09mm/a的速率显著增加;蒸散发整体的变化趋势与风速的变化趋势一致。（2）SWAT模型年、月径流模拟值均较实测值偏大,年径流率定期与验证期相对误差分别是12.38%、9.95%,月径流率定期与验证期相对误差分别是9.67%、13.56%;年径流率定期与验证期决定系数分别是0.92、0.82,月径流率定期与验证期决定系数分别是0.64、0.91;年径流率定期与验证期纳什系数分别是0.72、0.85,月径流率定期与验证期决定系数分别是0.70、0.82;拟合效果很好,因此SWAT模型可以很好的模拟焉耆盆地年、月径流过程,适合焉耆盆地的研究。（3）对焉耆盆地的博斯腾湖水位以及湖面面积变化进行分析得出:博斯腾湖水位在1959-2015年期间呈现明显的下降-上升-再下降的趋势;博斯腾湖面积在1958-2015年期间呈现减少-增加-再减少的趋势。（4）对焉耆水文站年径流量预测而言,2050年之后,两种气候情景下的预测径流的变化趋势大体一致,波动上升下降的范围也一致;其余年份,两种未来气候情景下的径流预测变化趋势有所不同。对月径流预测而言:两种气候情景下的月平均径流变化趋势大体一致,即春夏两季径流随时间呈现先增加后减少的趋势,秋季随时减少,冬季径流基本保持不变。RCP4.5情景下春夏两季径流极值点均出现在2050s;而RCP4.5情景下春季极值点出现在2080s,夏季极值点出现在2020s。（5）在未来两种气候模式下,2020-2100年的水位均呈现轻微上升趋势,而RCP8.5情景下的水位下降较RCP4.5情景下较多。RCP8.5情景在2040年和2090年达到最低水位比现状年降低0.08%;RCP4.5情景在2084年达到未来最低水位,比现状年降低0.09%。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•     1.1.1 研究背景
•     1.1.2 研究目的及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 气候变化对湿地水文的影响研究
•     1.2.2 人类活动对湿地水文的影响研究
•   1.3 研究目标、思路
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 技术路线
• 第二章 研究区概况
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 地形地貌
•     2.1.3 气候条件
•     2.1.4 土壤植被
•     2.1.5 湖泊河流
•     2.1.6 水资源开发利用中存在的问题
•   2.2 水资源状况
•     2.2.1 地表水现状
•     2.2.2 地下水现状
•   2.3 水利工程现状
•     2.3.1 引水工程
•     2.3.2 灌溉工程
•     2.3.3 灌区排水工程
•   2.4 SWAT模型
•     2.4.1 模型概述
•     2.4.2 模型结构与功能
•     2.4.3 模型原理简介
•     2.4.4 模型应用
•     2.4.5 模型优缺点
•     2.4.6 模型面临的问题及挑战
• 第三章 焉耆盆地地表水模型数据库构建
•   3.1 空间数据库
•     3.1.1 地形数据
•     3.1.2 土壤数据
•     3.1.3 土地利用数据
•     3.1.4 气象数据
•   3.2 属性数据库
•     3.2.1 土地利用数据库
•     3.2.2 土壤属性数据库
•     3.2.3 天气发生器
•   3.3 本章小结
• 第四章 SWAT模型运行
•   4.1 焉耆盆地SWAT模型运行
•     4.1.1 子流域划分
•     4.1.2 水文响应单元HRU划分
•     4.1.3 数据文件输入
•     4.1.4 模型运行
•   4.2 基于SWAT-CUP的模型校准与验证
•     4.2.1 模型敏感性分析
•     4.2.2 模型率定与验证
•     4.2.3 模型评价
•     4.2.4 模型不确定性
•   4.3 本章小结
• 第五章 湖滨湿地水文过程
•   5.1 焉耆盆地气候变化趋势
•     5.1.1 气温变化
•     5.1.2 温度、日照、风速变化
•     5.1.3 蒸散发变化
•   5.2 博斯腾湖水位变化及其影响因子
•     5.2.1 水位变化情况
•     5.2.2 水位变化影响因子
•     5.2.3 博斯腾湖面积变化
•   5.3 未来气候下的径流预测
•     5.3.1 年径流预测
•     5.3.2 月径流预测
•   5.4 水文过程响应
•     5.4.1 多元回归模型建立
•     5.4.2 博斯腾湖水位变化预测
•   5.5 本章小节
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 创新点
•   6.3 不足与展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨丽

导师: 王水献

关键词: 干旱区,水文模型,焉耆盆地,湿地

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 兰州大学

分类号: P339

总页数: 73

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