岷江上游径流变化及影响因子的研究

论文摘要

河川径流受流域自然地理以及人类活动的综合影响,其变化呈一个非线性动力系统。岷江上游受地形变化的影响,致使流域内气象万千,加上近20年人类活动的影响,导致水文现象错综复杂。本论文依托国家重点基础研究发展规划“973”项目（NO.2002CB111504）,充分围绕“生态过程与水文过程的耦合机制”这个关键科学问题展开工作,将气象格局—生态水文过程耦合—景观、区域尺度转换有机结合起来。通过先进的统计分析方法以及“3S”技术的支持,利用植被、气象及径流变化的时间序列和实测资料,分析了岷江上游径流长期变化的重要特性,并且对主要气象因子的变化规律和流域径流分配机制、森林植被与气象对水文影响及岷江上游径流时序相关性进行多尺度分析。与此同时,在初步分析水文模型研究现状与进展的基础上,利用实测水文气象资料,建立了岷江最小二乘预测模型。概括起来,本次研究和预测分析主要取得以下成果:1.基于小波分析的方法,揭示了岷江上游年径流在长期的多时间尺度变化中,主要存在4年、8年、13年左右的周期变化。小波进行分解提取出低频信息表明,在杂谷脑站年径流量从1996年～2003年有明显减少的趋势,而且在未来有进一步减少的可能。2.森林植被因子分析及其与径流相关性研究表明:岷江上游区域植被覆盖率在30%左右;但草地、灌木所占面积也较大,与建国前相比森林覆盖率仍然偏低。岷江上游植被分布与高程、坡度等有一定相关性。岷江上游径流量与砍伐量呈负相关关系,其偏相关系数值为-0.602。因此,可说明岷江上游森林大规模破坏是引起径流量增加的重要原因。3.气象因子分析及其与径流的相关性研究表明:径流与与降水、日照、气温、湿度等密切相关,并且有明显的季节动态,不同季节影响径流的主导因子不同且各因子相互作用共同影响径流。降雨量对径流量的影响大于相对湿度对径流的,其相关系数为0.65。湿季降雨量与湿度对径流的影响高于年,干季影响能力最小。4.建立了最小二乘回归的年径流量预测模型。总之,本文运用现代新理论、新方法,多途径地对岷江上游年径流长期变化的特性及其与影响因子的相关性进行了研究。并为决策、研究以及公众提供岷江上游径流的未来演化趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题的背景、目的及意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 选题目的及意义
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 研究现状
• 1.2.2 发展趋势
• 1.3 研究的主要内容及技术路线
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 研究区域概况
• 2.1 地理位置
• 2.2 地质地貌
• 2.3 水文特征
• 2.4 气象特征
• 2.5 植被概况
• 2.6 土壤特征
• 2.7 社会经济人文背景
• 3 基于小波理论的岷江上游径流特性分析
• 3.1 小波分析方法
• 3.1.1 小波变换
• 3.1.2 小波函数
• 3.1.3 小波方差
• 3.2 年径流量长期变化特性分析
• 3.2.1 年径流时间序列的小波变换
• 3.2.2 年径流距平系列的时频分析
• 3.3 基于小波的岷江上游年径流量趋势分析
• 4 岷江上游森林植被对径流的影响分析
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 数据来源
• 4.1.2 数据处理
• 4.2 岷江上游不同子流域植被分布空间格局
• 4.2.1 不同子流域植被分布格局分析
• 4.3 岷江上游植被分布与环境因子的关系
• 4.3.1 植被与土壤类型关系分析
• 4.3.2 植被格局特征的地形分异
• 4.4 森林植被的变化对径流的影响分析
• 4.4.1 森林植被破坏与径流变化的关系分析
• 4.4.2 森林破坏引起径流增大的原因探讨
• 5 岷江上游气象因子对径流的影响分析
• 5.1 研究方法
• 5.1.1 数据来源
• 5.1.2 数据处理
• 5.2 全球气候变化下气候对植被的作用及植被对气候的响应
• 5.2.1 植被变化与全球气候变化的关系
• 5.2.2 植被对气候的响应
• 5.3 岷江上游气温、日照时数与径流的关系分析
• 5.3.1 岷江上游气温、日照时数插值及空间分布
• 5.3.2 岷江上游气温、日照时数与径流的关系分析
• 5.4 岷江上游湿度、降雨时空格局与径流的关系分析
• 5.4.1 岷江上游湿度、降雨量插值及空间分布
• 5.4.2 岷江上游湿度、降雨量与径流的关系分析
• 5.5 基于最小二乘回归的径流预测建模
• 5.5.1 自变量间多重相关性检验
• 5.5.2 径流量预测的最小二乘回归模型
• 5.5.3 模型分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢