基于MIKE SHE水文模型的补远江流域径流模拟研究

论文摘要

近百年来,高强度的人类活动及气候变化致使水循环在固有规律下出现新特征。由气候及土地利用变化引起的流域水文变化逐步受到关注,加快了水文学定量化研究进程。作为水文学定量化研究工具,MIKE SHE水文模型得到了迅速发展,在许多地区及领域得到了广泛应用,但现有研究均未涉及纵向岭谷区的应用。纵向岭谷区位于我国西南地区,是多条国际河流的上游区域,该区域水文及水资源问题敏感、复杂、其跨境影响备受国际社会关注。此外,河川径流变化会对流域水环境及水生生态系统造成综合影响,开展河流径流模拟有利于流域水资源合理配置及水生态系统保护。本研究以纵向岭谷区补远江流域为研究对象,基于MIKE SHE水文模型开展径流模拟研究,并通过情景建立的方法,分析了气候变化及土地利用类型转变的水文响应。主要结论如下:（1）通过对补远江流域水文、气象资料及地理信息的收集及处理,成功构建了MIKE SHE模型数据树,采用MIKE SHE与MIKE 11模型耦合运行的方式,开展流域径流模拟。模拟结果显示:模拟流量过程线与实测流量过程线拟合较好,模型验证期Nash-Sutcliffe效率系数与相关系数分别为0.77及0.88,取得了理想的效果,表明MIKE SHE水文模型在纵向岭谷区有着较好的适用性。（2）RCP4.5及RCP8.5排放情景下,补远江流域2020～2049年间多年平均气温分别为21.52℃及21.67℃,多年平均降水量分别为1783mm与1797mm。两种排放情景下2020～2049年补远江流域多年平均气温、降水量及潜在蒸散量均高于历史时期（1980～2005年）。表明RCP4.5及RCP8.5排放情景下补远江流域将出现升温及降水增加的现象。（3）在未来土地利用不发生变化前提下,依照CMIP5全球气候模式下RPC4.5、RPC8.5排放情景的气候变化特征,补远江流域年径流量会发生一定幅度的改变。2020～2049年两种排放情景下多年平均径流量相较于基准期（1959～2012年）分别减少了 1.9%及1.3%。但两种排放情景下2020～2049年时段内年径流量均呈现增加趋势。从径流量年际变化幅度上看,RCP4.5排放情景下径流量年际变化幅度与基准期较为接近,RCP8.5排放情景下径流量年际变化幅度剧烈。两种排放情景下补远江径流年内分配相较于基准期将呈现更为均匀的现象。（4）采用极端土地利用法建立土地利用变化情景,将橡胶园全部转变为林地,补远江年径流量将减少0.46%,将茶园全部转变为林地,年径流量将减少0.55%。表明补远江流域园地面积减少、林地面积增加,一定程度上会减少流域径流输出。橡胶园及茶园不同程度地扩张均会导致径流量增大,但变化幅度较小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 背景及意义
•   1.2 研究进展
•     1.2.1 补远江流域研究现状
•     1.2.2 分布式水文模型发展历程
•     1.2.3 MIKE SHE水文模型研究进展
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第二章 补远江概况
•   2.1 气候与水文
•   2.2 地形地貌
•   2.3 土壤
•   2.4 植被
•   2.5 社会经济
• 第三章 MIKE SHE模型原理
•   3.1 蒸散发（ET子模块）
•   3.2 坡面流（OL子模块）
•   3.3 河道与湖泊（OC子模块）
•   3.4 非饱和带（UZ子模块）
•   3.5 饱和带（SZ子模块）
•   3.6 融雪（SM子模块）
• 第四章 数据收集与处理
•   4.1 数据来源
•   4.2 统一投影及地理坐标
•   4.3 定义边界与地表高程
•   4.4 气象数据处理
•     4.4.1 降水及蒸发空间站点数据处理
•     4.4.2 降水及蒸发时间序列数据处理
•   4.5 土地利用数据处理
•   4.6 土壤数据处理
•   4.7 河道数据处理
•     4.7.1 数字化河网
•     4.7.2 河道断面数据处理
•     4.7.3 边界条件
•     4.7.4 参数文件
• 第五章 模型搭建与参数率定
•   5.1 模型搭建
•   5.2 参数率定与验证
• 第六章 气候及土地利用变化情景下的径流响应
•   6.1 气候变化情景下的径流响应
•     6.1.1 气象要素预测数据处理及分析
•     6.1.2 RCP4.5、RCP8.5排放情景下的径流响应
•   6.2 土地利用变化情景下的径流响应
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁旭

导师: 陆颖

关键词: 补远江流域,水文模型,气候变化,土地利用变化

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 云南大学

基金: 云南省自然科学重点项目“澜沧江出境河段水温变化的电站驱动效应研究(2017FA021)”

分类号: P333.1

总页数: 80

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