基于SWAT模型的流域水资源演变机制及归因分析

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1、分类号密级ＵＤＣ编号？中？水利水电科嗲蚵究院学位论文基于ＳＷＡＴ模型的流域水资源演变机制及归因分析学位类别硕士学科专业水女学及水资源作者姓名陈琰指导教师王建华教高中国北京二〇—八年五月分类号密级ＵＤＣ编号？十？水剩水电科究院学位论文基于ＳＷＡＴ模型的流域水资源演变机制及归因分析学位类别硕士学科专业水女学及水资源作者姓名陈琰指导教师王建华教局中国北京二〇—八年五月关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研

2、究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中己经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研宄成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研究院或其它教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处。，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签名：掩淡年Ｓ月日导师签份年Ｓ月％日中国水利水电科学研宄院硕士学位论文摘要随着气候变化和社会经济的高速发展，流域水资源也逐渐发生变化，与此同时人们对于水资源的需求量也在发生变化，供需矛盾日益加剧。剖析流域水资源演变机制，定量分析气候、下垫面和人工取用水等因子

3、对流域水资源的影响成为当前流域水文水资源研究的热点。在此背景下，分析流域水资源演变机制并对其进行归因分析，对于缓解供需矛盾、制定合理水资源管理体制、促进水资源可持续发展有重要意义。本文以大清河流域上游为研究区域，以流域水循环理论及ＳＷＡＴ模型为基础，解析流域水资源演变机制，定量分析气候因子、下垫面条件和人工取用水对径流变化的影响程度，利用基于傅抱璞公式的水热耦合平衡模型法对结果进行验证，并基于敏感性分析对未来水资源演变情况进行预测：。本研宄的主要成果如下（１）流域水文气象要素变化特征分析－Ｋ。采用Ｍａｎｎｅｎｄａｌｌ非参数趋势检验法、突变检验法和

4、小波分析对流域水文气象要素进行趋势、突变和周期分析，结果表明１９８１年？２０１５年大清河上游径流量呈显著减少趋势；降水在长时间尺度上无明显变化趋势，但１９９８年前后年平均降水量差异大；气温和潜在蒸散发都呈显著上升趋势。突变分析表明？１９９８１？年为突变开始年份，据此将研究时段划分为１９８１年９９８年基准期和１９９９年２０１５？年变化期，１１。为排除丰枯影响根据小波分析结果设定子基准期为９８５年９９８年，子变２０００？２０化期为年１３年。（２）下垫面变化特征分析。１９８０年至２０１５年变化区域面积占总面积的３．５４％。分析转移矩阵可知，地类转换的主要类

5、型为低覆盖度草地转换为高覆盖度草地，该转换主要发生于研宄区东部。此外林地减少、城镇用地和居民用地增加、水库坑塘和滩地减少、水田和旱地减少。？（３）人工取用水变化特征分析。１９９９年２０１５年人工取用水逐年减少，农业和工业用水减少，环境用水增加。其中农业用水占比最大，占比于２０１１年达到峰值８１％。（４）构建大清河上游ＳＷＡＴ模型和基于傅抱璞公式的水热耦合平衡模型，分别对大清河上游月径流过程和年径流过程进行模拟。ＳＷＡＴ模型模拟效果更佳。基于两种模？２０型分别用水文模型模拟法和概念模型法对１９８１年１５年大清河上游水资源演变进行归因，水文模型模拟法

6、在子基准期和子变化期得到气候变化、土地利用变化、人工取用０．３３％、３０水变化对径流变化的贡献率分别为４．６０％、２９．０７％（紫荆关站）和３９．２４％、４２．５６％、１８．２０％（倒马关站）而概念模型法得到降水变化、蒸散发变化、土地利用变；化和人工取用水变化对径流的贡献率分别为２９．７９％、１３．４９％、２６．２４％、３０．４８％（紫荆２９．８４％、１６２．、．（倒马关站）。两种方法皆表，关站）和．８％、２７３８％２５９６％明人类活动？是１９８１年２０１５年大清河上游径流量变化的主导因子。中国水利水电科学研宄院硕士学位论文￣（５）未来水

7、资源变化预测。２０１６年２０３０年，基于ＳＷＡＴ模型计算的未来径流将增加３．４６ｍｍ（紫荆关站）和２．０９ｍｍ（倒马关站），其主要原因是气候变化；而用水热耦合平衡模型计算得到的未来径流变化结果在两个典型站点表现不一致，紫荆关站表现２主要原因是降水增加－．００＿６．７１ｍｍ为径流增加，，而倒马关站表现为径流变化，主要原因是土地利用变化。关键词：大清河上游水资源演变归因分析ＳＷＡＴ模型水热耦合平衡模型；；；；中国水利水电科学研宄院硕士学位论文Ａｂｓｔｒａｃ