淮北平原水文循環(huán)要素時(shí)空演變規(guī)律研究.pdf

1、水資源是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資源,近幾十年來(lái),全球的氣候變化和頻繁的人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)產(chǎn)生了重要的影響。淮北平原位于我國(guó)南北氣候過(guò)渡帶,由于水資源時(shí)空分布極不均勻、人類(lèi)活動(dòng)頻繁、水體污染嚴(yán)重等原因,水資源問(wèn)題已成為制約該區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸。因此,研究氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)背景下的水文循環(huán)要素時(shí)空變化特征,對(duì)深入認(rèn)識(shí)淮北平原水資源形成和演變規(guī)律、水資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有重要的指導(dǎo)作用。
　　 本文以淮北平

2、原的水文循環(huán)要素變化特征為主線,分析了淮北平原典型實(shí)驗(yàn)站—五道溝實(shí)驗(yàn)站的氣象要素變化特征,對(duì)淮北平原降水量、蒸發(fā)量和徑流量進(jìn)行變化特征分析,并運(yùn)用Hurst指數(shù)、Kendall秩次相關(guān)檢驗(yàn)和Mann-Kendall檢驗(yàn)法、T方法和Yamamoto法分別定量地檢驗(yàn)水文循環(huán)要素時(shí)間序列的隨機(jī)性、趨勢(shì)性和突變性,采用小波分析方法對(duì)降水量、徑流量多時(shí)間尺度變化進(jìn)行形象顯示,文中提出降水重心概念以分析降水量的時(shí)間分布趨勢(shì),結(jié)合氣候變化特性初步形成

3、解釋淮北平原“蒸發(fā)悖論”的原因,最后引入云模型分析淮北平原徑流量時(shí)間、空間分布特征,通過(guò)數(shù)學(xué)特征不僅定性且定量地表示出徑流量分布的不均勻性和不確定性,以楊樓實(shí)驗(yàn)流域簡(jiǎn)單分析影響淮北平原徑流量變化的因素。主要研究成果如下:
　　 (1)五道溝實(shí)驗(yàn)站氣溫整體呈減少-增加趨勢(shì),1981年之后增長(zhǎng)率為0.3℃/10a;日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì),全年日照時(shí)數(shù)傾向率為-184/10a;風(fēng)速也呈減少趨勢(shì),風(fēng)速平均每10a下降0.32m/s;相對(duì)濕度

4、多年平均為77％;24年均水汽壓力差值為6.3mb。各氣象要素均呈正相關(guān),氣溫和相對(duì)濕度總體呈上升趨勢(shì),日照時(shí)數(shù)和風(fēng)速總體呈減少趨勢(shì),水汽壓力差無(wú)趨勢(shì)性,氣溫和水汽壓力差系列無(wú)突變。
　　 (2)淮北平原1956～2008年年均降水量系列之間呈正相關(guān),趨勢(shì)性不顯著且無(wú)突變;采用Matlab繪圖功能繪制降水量系列小波分析兩種母函數(shù)研究結(jié)果,顯示總體呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì);研究發(fā)現(xiàn)五個(gè)不同年代降水重心的變化并不是特別強(qiáng)烈,基本位置位

5、于安徽省宿州市靈璧縣澮溝鎮(zhèn)南部。
　　 (3)淮北平原多年蒸發(fā)量之間呈正相關(guān)、有下降趨勢(shì)、無(wú)突變,等值線圖顯示蒸發(fā)量集中在淮北市最大,以此為中心逐漸向西北方向和東南方向減小。文中著重對(duì)五道溝實(shí)驗(yàn)站蒸發(fā)量與氣象因素之間的關(guān)系作了深入分析,得出五道溝實(shí)驗(yàn)站1986～2009年逐日水面蒸發(fā)量主要與氣溫、水汽壓力差和地面溫度相關(guān)性很好,與日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度關(guān)系較好,與風(fēng)速和降水相關(guān)關(guān)系不太明顯,解釋了淮北平原出現(xiàn)“蒸發(fā)悖論”理論的原因。

6、
　　 (4)對(duì)淮北平原1956～2008年年徑流量資料進(jìn)行年際分析,檢驗(yàn)出年徑流量系列具有強(qiáng)持續(xù)性、趨勢(shì)性不明顯且無(wú)突變。運(yùn)用小波分析法分析年徑流量的多時(shí)間尺度變化,呈先減少后增加趨勢(shì)。運(yùn)用云模型研究發(fā)現(xiàn):時(shí)間分布上非汛期徑流最為穩(wěn)定,全年次之,汛期的徑流量的不穩(wěn)定性最高,在汛期和全年的時(shí)間尺度上,徑流量的不確定性高于非汛期;在空間分布上離散度呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)(熵值先大后小)、穩(wěn)定性逐漸減小(超熵增加),在Ⅱ時(shí)間段內(nèi)超熵值較