收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黄土丘陵区流域径流泥沙对气候变化和高强度人类活动响应研究

李庆云  
【摘要】:土地覆被/气候变化,以及他们对流域水文循环的影响是目前广受水文学家关注的热点之一。我国黄土高原特别是丘陵沟壑区水土流失严重,水资源短缺,导致生态系统极其脆弱,在气候变化背景下,该区近些年大范围退耕还林还草工程、水土保持综合治理等生态恢复工程对流域下垫面产生了极大影响,因而对黄土高原河川径流、输沙的演变规律及其原因的研究也越来越多。本文以位于黄土丘陵沟壑区第三副区的藉河流域(1019km2)为研究区,利用1962-2008年间的水文气象实测资料,对流域气象要素以及径流、输沙进行趋势分析和突变检验;同时基于流域5期土地利用,分析气候变化和人类活动对水文过程的影响;最后采用SWAT模型进行了不同覆被和气候变化模式下的水文生态模拟。以期为该地区水土流失治理和森林植被建设提供理论依据。主要结论如下: 1)通过对5期土地利用分析,表明流域近几十年土地利用结构发生了很大变化。1975年以坡耕地和草地为主,二者占流域近80%,梯田只有零散分布;90年代后大量坡耕地变为梯田,梯田占总面积约33%,林地保持缓慢增加,2000年后林地增加较快,比1975年增加21.9%,草地则无明显增长,流域2000年以来林草覆被增加,植被恢复趋势较好。 2)藉河流域1962-2008间年均降雨量555.8mm,过去近50年略有下降,线性倾向率为-3mm/10a,90年代下降比较明显,但通过Mann-Kendall非参数检验并没有发现显著趋势性变化。区域平均、最低和最高气温呈现明显的上升趋势,三者线性变化率分别为0.37℃/10a、0.34℃/10a、0.39℃/10a,研究期间分别增温1.74℃、1.83℃、1.60℃,并且发现冬春季升温显著;通过MK和滑动t检验,并结合跃变参数分析表明,三者突变点分别于1993、1995、1997年,之后便超过α=0.05显著性水平,表明气候变化大背景下该区域升温趋势性显著。 3)流域径流量和输沙量均呈现明显的下降趋势,尤其是90年代锐减,仅分别占60年代的30.2%和21.3%,年际变化极大,变差系数分别达75.0%和87.4%; 者均于1976年发生突变,并分别于1993年、1977年超过0.05显著性水平。 4)基于线性回归法估算出降水变化和人类活动对径流减少的影响率分别为13.5%和86.5%;同时采用水量平衡原理分析出气候因子和人类活动对径流减少分别占12.5%和87.5%的贡献率,二者结果比较一致,但不同年代有一定差异,90年代降水引起的径流减少占到48.2%。基于降水-输沙双累积曲线法得出降雨变化对输沙减少的贡献率为14.8%,而人类活动的贡献率达85.2%;此外本文又采用USLE分析了二者对输沙的影响,结果是二者的影响率分别为13.5%和86.5%,其中流域沟道坝系工程建设对输沙减少的贡献约为16%,意味着土地利用变化对输沙减少占到70%的影响。 5) SWAT模型模拟结果表明,年径流、输沙校准期内的效率系数Ens在0.7左右,相对误差小于15%,决定系数R2大于0.7,满足模型模拟精度,验证期内年径流和泥沙模拟效果不如校准期;同样,月尺度的径流泥沙在校准期模拟效果好于验证期,径流泥沙模拟值和实测值保持良好一致性趋势。不确定性分析表明DEM分辨率和子流域划分水平对径流影响很小,但对产沙量影响显著。 6)不同土地利用方式产流产沙特性不同,藉河流域主要土地利用类型产流产沙量大小表现为坡耕地草地林地梯田,从空间分布看,中上游明显低于中下游。通过不同气候变化和LUCC情景设置模拟预测未来径流泥沙的响应,表明径流对降水变化更为敏感,径流泥沙对气温升高响应不太明显:二者对土地利用、覆被变化响应非常显著,尤其是产沙,若流域全为坡耕地,径流将增加4倍左右,泥沙将增加8倍左右;若全为梯田或林地,径流将下降70%-80%,泥沙将下降90%左右,说明梯田和林地蓄水拦沙效应显著。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李锋瑞;;西北干旱区流域水资源管理研究[J];冰川冻土;2008年01期
2 陈利顶,张淑荣,傅伯杰,彭鸿嘉;流域尺度土地利用与土壤类型空间分布的相关性研究[J];生态学报;2003年12期
3 李锦秀;肖洪浪;;流域尺度土壤水研究进展[J];中国沙漠;2006年04期
4 李春晖;郑小康;崔嵬;庞爱萍;杨志峰;;衡水湖流域生态系统健康评价[J];地理研究;2008年03期
5 郗敏;吕宪国;姜明;;人工沟渠对流域水文格局的影响研究[J];湿地科学;2005年04期
6 张丹;封志明;刘登伟;;基于负载指数的中国水资源三级流域分区开发潜力评价[J];资源科学;2008年10期
7 王根绪,刘桂民,常娟;流域尺度生态水文研究评述[J];生态学报;2005年04期
8 岳隽;王仰麟;李贵才;吴健生;;基于水环境保护的流域景观格局优化理念初探[J];地理科学进展;2007年03期
9 吴璟;杨莲芳;姜小三;李强;王备新;;浙江西苕溪土地利用变化对溪流大型底栖无脊椎动物完整性的影响[J];生态学报;2008年03期
10 吴锦奎;杨淇越;叶柏生;丁永建;魏智;;同位素技术在流域水文研究中的重要进展[J];冰川冻土;2008年06期
11 赵志凌;黄贤金;钟太洋;陈逸;;我国湖泊管理体制机制研究——以江苏省为例[J];经济地理;2009年01期
12 洪林;罗琳;江海涛;;SCS模型在流域尺度水文模拟中的应用[J];武汉大学学报(工学版);2009年05期
13 李景保,王克林,秦建新,肖洪,巢礼义;洞庭湖年径流泥沙的演变特征及其动因[J];地理学报;2005年03期
14 L.B.Owens,卿太明;牧地围栅对径流泥沙的影响[J];水土保持科技情报;1996年03期
15 王介民,高峰,刘绍民;流域尺度ET的遥感反演[J];遥感技术与应用;2003年05期
16 L. Phil Graham;吕耀;;波罗的海径流模拟[J];AMBIO-人类环境杂志;1999年04期
17 朱继鹏;;皖西大别山区主要代表站输沙量分析[J];江淮水利科技;2009年02期
18 肖洪浪,赵文智,冯起,赵兴全;中国内陆河流域尺度的水资源利用率提高研究——黑河流域水生态经济管理试验示范[J];中国沙漠;2004年04期
19 刘金涛;冯杰;张佳宝;;分布式水文模型在流域水资源开发利用中的应用研究进展[J];中国农村水利水电;2007年02期
20 杨子生;滇东北山区坡耕地土壤侵蚀的水土保持措施因子[J];山地学报;1999年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李毅;;地施加聚丙烯酰胺(PAM)降雨入渗及产流产沙初步研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
2 张喜;;喀斯特山地坡耕地立地分类系统与评价(Ⅱ)——贵州喀斯特山地坡耕地立地分类与评价[A];2005年中国科协学术年会26分会场论文集(2)[C];2005年
3 宋庆华;任玉侠;李国辉;;黑土坡耕地水土保持措施最优模式[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
4 张有信;;宜昌市坡耕地生态退耕之我见[A];新世纪土地问题研究[C];2002年
5 崔树国;;宁夏坡耕地调查评价分析与生态退耕政策建议[A];21世纪中国土地科学与经济社会发展——中国土地学会2003年学术年会论文集[C];2003年
6 顾再柯;王钰;刘凤仙;;适合贵州非石质山区的两种坡耕地整治技术及其实施要点[A];水土保持发展战略——中国水土流失与生态安全综合科学考察及水土保持发展战略研讨会论文集[C];2008年
7 黄智华;薛滨;周怀东;刘晓波;;人类活动和气候变化对江苏固城湖流域营养盐氮、磷输移的影响[A];首届中国湖泊论坛论文集[C];2011年
8 杨建波;王利;;退耕还林生态效益评价方法研究[A];21世纪中国土地科学与经济社会发展——中国土地学会2003年学术年会论文集[C];2003年
9 徐泰平;朱波;况福虹;汪涛;武永峰;;紫色土坡耕地磷素渗漏迁移初探[A];首届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2005年
10 顾再柯;王钰;刘凤仙;;适合贵州非石质山区坡耕地水土流失治理的两种技术及其实施要点[A];“建设资源节约型、环境友好型社会——节能、环保、可持续发展”研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李庆云;黄土丘陵区流域径流泥沙对气候变化和高强度人类活动响应研究[D];北京林业大学;2011年
2 薛丽芳;面向流域的城市化水文效应研究[D];中国矿业大学;2009年
3 李海光;黄土高原吕二沟流域环境演变的生态水文响应[D];北京林业大学;2011年
4 邱临静;气候要素变化和人类活动对延河流域径流泥沙影响的评估[D];西北农林科技大学;2012年
5 沈晔娜;流域非点源污染过程动态模拟及其定量控制[D];浙江大学;2010年
6 沈中原;黄土高原流域土壤侵蚀下垫面特征及其对水土流失的作用研究[D];西安理工大学;2009年
7 冯明磊;三峡地区小流域氮循环及其对水体氮含量的影响[D];华中农业大学;2010年
8 苏静君;加拿大东部农田流域颗粒态磷的输出及藻类有效性研究[D];华中农业大学;2011年
9 刘世强;水资源二级产权设置与流域生态补偿研究[D];江西财经大学;2012年
10 苏丹阳;基于物理概念的水文模型InHM机群并行计算研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董群;山东沂蒙山区祊河流域非点源氮磷污染负荷研究[D];山东农业大学;2011年
2 姚素珍;基于分形理论的清河水库流域非点源污染研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 任洪玉;基于GIS的中国径流输沙时空动态变化研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 刘奇;流域农业径流月产污模拟研究[D];浙江大学;2013年
5 吕明权;基于生态输水下的冀北山区东北沟流域土地利用空间优化研究[D];西北农林科技大学;2012年
6 马萍;伊犁河流域坡耕地灌溉侵蚀试验研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 金华;图们江下游地区坡耕地水土流失现状及其保护措施[D];延边大学;2004年
8 张维;基于DEM的陕北黄土高原流域剖面谱研究[D];南京师范大学;2011年
9 张由松;黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用变化对水土流失的影响研究[D];北京林业大学;2012年
10 王三;北碚区坡耕地资源及其开发利用途径的研究[D];西南农业大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陕保;坡耕地栽植等高灌木带[N];中国水利报;2004年
2 记者 周怀龙;我国未来10年将投入2000亿治理坡耕地水土流失[N];中国国土资源报;2010年
3 姚润丰;国家去年投15亿元防治水土流失[N];中国国土资源报;2007年
4 本报记者 贺万华;普安治理坡地过度开垦工作稳步推进[N];黔西南日报;2009年
5 本报记者 黄莹;领导包片责任到人务求实效[N];黔西南日报;2009年
6 姚婧;民盟中央建议化为决策[N];团结报;2011年
7 记者 金晓明;加快高速路两侧坡耕地绿化步伐[N];朝阳日报;2010年
8 记者 毕玉娟;民盟中央专题调研坡耕地水土流失治理[N];中国水利报;2009年
9 实习记者 韩磊;我区启动200万亩坡耕地生态建设工程[N];毕节日报;2011年
10 记者 李冬明 实习生 董文鑫;水土保持措施调控鄱阳湖径流泥沙[N];江西日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978