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《中国矿业大学》 2018年
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基于水循环模拟的绿水资源评价及其演变规律研究

谢子波  
【摘要】:潮白河流域是密云水库的集水流域,也是北京市的重要供水水源地。近年来潮白河流域的地表径流迅速衰减,水资源短缺问题严重制约了当地的经济和社会发展,同时也威胁到了北京地区的用水安全。本研究以区域水文循环模拟为基础,对潮白河流域的绿水资源的时空分布进行了评价,进一步分析了流域内绿水资源的变化过程和影响因素。研究的主要成果如下:(1)对比分析了绿水资源现有的评价方法,提出了有效利用绿水资源量、未利用绿水资源量等评价指标并将其应用于潮白河流域的绿水资源评价,完善了绿水资源的评价体系。(2)采用线性倾向估计、滑动平均与Mann-Kendall法分析研究区的降雨径流变化情况,结果表明潮白河流域的年降水量在研究期内呈下降趋势但变化不显著,而流域内的径流却有显著下降;流域内的土地利用变化主要体现在林地的先减后增以及耕地和草地的先增后减。(3)建立了潮白河流域SWAT模型并对模型进行了率定和验证。率定期张家坟站和下会站的确定性系数(R~2)与纳什系数(NS)均在0.8以上,验证期的R~2值与NS值也均在0.7以上,模型模拟精度较高,其结果可用于研究区绿水资源评价。(4)对潮白河流域绿水资源的时空分布情况进行了评价。潮白河流域的多年平均绿水资源总量为501.21mm,其中有效利用绿水资源量为412.08mm,未利用绿水资源量为89.13mm。流域内的耕地对降水的利用率最高,降落在耕地上的降水有89.64%转化成了有效利用绿水。(5)利用Mann-Kendall法等方法分析潮白河流域绿水资源过去的变化情况,使用赫斯特指数预测其未来变化趋势。结果表明潮白河流域的有效利用绿水资源量在研究期内有上升但不显著,其未来的变化趋势与现在相反。研究区的未利用绿水资源在1970~1980年间上升显著,在1999年发生了一次突变并开始减少,2002年以后开始显著下降,其未来的变化趋势与现在一致。(6)通过设置不同时期的气象与土地利用数据相组合的情景,定量分析了气候变化与土地利用变化对潮白河流域绿水资源的影响。研究区评价期(1999~2008)的有效利用绿水资源量相对于基准期(1989~1998)减少了4.12mm,其中气候变化和土地利用变化的贡献率分别为125.41%与-25.41%;评价期的未利用绿水资源量相对于基准期减少了50.65mm,气候变化和土地利用变化的贡献率分别为101.98%与-1.98%。气候变化是研究区绿水资源变化的主要影响因素。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TV213.4

【参考文献】
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