怒江流域水沙时空分异规律及其驱动机制研究

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1、扉页：独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他入或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：型垂虿日期：塑；：生韧论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存

2、论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)研究生签名：刻垄查虿导师签名：日期：塑兰!￡：多本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社"进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：——导师签名：——日期：摘要怒江．萨尔温江是纵贯我国西南和中南半岛的全球最典型南北向国际大河。在纵向岭谷地形和季风气候的交互作用下，其水文过程独特，生态系统多样，对全球气候变化和人类活动

3、的响应极其敏感和复杂。在怒江大规模梯级水电开发之前，进行流域尺度水文过程系统研究，不仅从整体上填补怒江流域水沙分异规律及其驱动机制研究的空白，并可直接服务于流域水资源合理利用与管理、涉水工程建设、跨境生态安全和能源安全等重大需求，具有突出的时效性、紧迫性和重要性。本论文中，通过多尺度分析和模拟，取得了如下主要研究成果。1．流域径流与输沙时空分异规律(1)怒江干流和支流南汀河径流和悬移质输沙年内分配极不均匀。在月尺度上，干流径流和悬移质输沙集中程度高于支流南汀河，但在日尺度上却低于支流南汀河；干流和支流

4、南汀河的悬移质输沙集中度均明显高于径流。干流和支流南汀河水沙年内分配多年平均集中期分别分布在7月和8月。干流径流和悬移质输沙年内分配集中度均呈下降趋势，而支流南汀河的变化趋势不明显。(2)怒江十流径流与输沙变化周期均为30年，支流南汀河径流和输沙变化周期分别为10年和28年，但径流的变化周期不如输沙明显。干流径流量和悬移质输沙量呈明显上升趋势，且均在1987年开始发生突变；支流南汀河径流量呈下降趋势但未发生突变，悬移质输沙量呈明显上升趋势且在1980年开始发生突变。干支流的径流和悬移质输沙率未来仍将延

5、续过去的变化趋势，但径流变化的持续性远低于悬移质输沙。干流悬移质输沙年内分配集中度在1977年开始发生突变，干流径流及支流南汀河径流与输沙年内分配集中度均未发生突变。(3)除干流中游贡山站外，其余各站悬移质输沙与径流的相关性均显著。贡山站以上，河谷狭窄、居民点和耕地均稀少，河流的冰雪融水补给比例也逐渐增大，水沙关系没有其下游各干流站密切。流域内径流时空分异特征主要与西南季风强弱和进退早晚有关。2流域基流分割及其时空分异规律(1)怒江干流各站多年平均BFI(基流指数)在O．7～0．8之间；支流南汀河两站

6、多年平均BFI多年平均值在0．68左右。基流量与径流量变化过程和趋势基本一致，各站基流与径流量的相关系数均在0．9以上，BFI与径流量之间主要呈负相关关系。(2)干流各站多年平均基流量最低值出现在1月，最高值出现在7月或8月；多年平均BFI最低值出现在6月，最高值出现在1月或2月。支流南汀河各站多年平均基流量最低值出现在4月，最高值出现在8月；多年平均BFI最低值出现在6月，最高值出现在l～3月。从上游到下游，干流多年平均BFI最低值呈上升趋势，最高值呈下降趋势，而支流南汀河则相反。干流和支流南汀河B

7、FI均为丰水年<平水年<枯水年。3流域数据库和SWAT模型构建(1)构建了怒江流域云南段空间数据库和属性数据库。其中，利用气象数据计算得到天气生成器相关数据，采用三次样条插值法对土壤粒径进行插值，并将其转换成模型所需的美国制，并利用SPAWHydrology软件计算得到一些不能直接获取的土壤属性。采用SWAT模型推荐的最小值10057ha将怒江流域云南段共划分为128个子流域，并在此基础上根据土地利用、土壤类型和坡度的最小阈值将研究区划分为324个水文响应单元(HRU)。(2)采用LH．OAT方法对模

8、型参数灵敏性进行分析，并根据灵敏度分析结果进行数百次手动参数调整后取得了令人满意的模拟效果，表明参数率定结果对怒江流域云南段具有普适性，对其他类似流域也具有参考价值。模拟精度评价表明，径流模拟精度高于输沙，干流云南段模拟精度高于支流南汀河。4流域土壤侵蚀及水沙变化对土地利用和气候变化的响应模拟(1)流域土壤侵蚀模拟表明：怒江干流云南段和支流南汀河2005～2009年平均土壤侵蚀模数分别为1502．3t／km2．a和1189．4t／km2．a，土壤侵蚀强度