渭河流域氣候和土地利用變化的水文響應研究.pdf

1、近年來,氣候變暖及高強度的人類活動對西北干旱、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（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價值和戰(zhàn)略意義。本文以西北典型的干旱、半干旱地區(qū)渭河流域為研究對象，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，結合改進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率；通過設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過程。主要研究內容和成果如下：
　　（1）應用Mann-Kendall法和滑動t檢驗，分析了渭河流域水文氣象特征。結果表明，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)生突變的時間主要集中在90年代初，徑流發(fā)生的

3、突變時間主要集中在70年代初及80年代中期到90年代初兩個時段。
　?。?）基于土地利用轉移矩陣理論，分析了渭河流域近20年的土地利用變化特征。結果表明：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，都主要轉化為耕地類型。
　?。?）渭河流域SWAT分布式水文模型的構建。將渭河流域劃分為95個子流域和4

4、47個水文響應單元，采用人機結合的方式對渭河流域五個水文站的月徑流參數進行了校準和驗證；結果表明：渭河流域各水文站月模擬流量過程與實測流量過程均擬合較好，相關系數R2>0.6、納什系數Ens>0.5和相對誤差Re<20%，均滿足要求，成功將SWAT模型在渭河流域進行了本地化構建。
　?。?）基于SWAT模型模擬結果，采用改進的徑流歸因識別方法，分析了氣候變化和人類活動對徑流的影響。與基準期（1978-1986年）相比，90年代氣候

5、、土地利用和其它人類活動對各站徑流減小的貢獻率分別約為75%、10%和15%。00年代氣候、土地利用和其它人類活動對渭河流域中上游徑流減少的貢獻率分別約為60%、10%和30%；對渭河下游（華縣）徑流減少的貢獻率分別約為40%、-3%和60%，狀頭徑流減少的貢獻率分別約為50%、40%和10%。
　?。?）通過設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關系。年平均徑流與氣溫呈負相關系，與降雨呈正相關關系