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1、abstract半干旱地区水文气候要素变化趋势及特征 以滦河流域为例 摘要：海河流域位于我国的心脏地区，是我国政治、经济、文化的中心，具有非常重要的战略地位。滦河流域是海河流域的子流域，其地位也是非常重要的，因此，对其气候要素（如降水、温度、蒸发、径流等）变化趋势分析非常重要，可以对未来的气候变化、径流影响及水资源总量做出一个预测。本文对气候要素变化趋势分析采用了线性回归分析、5年滑动平均分析、距平分析、MK法趋势检验等。为了确定个气候要素的关系及对滦河流域进行径流模拟，本文采用了WBM模型进行分析。尽管WBM模型对半干旱地区的模拟效果不如湿润地区，但总体来说，对天然时段的模拟结果还是可以接受
2、的。最后本文对滦河未来的气候要素以及水资源量做了预测，得出的结果是不容乐观，水资源量逐年显著减少，值得我们引起重视。关键词：气候要素变化趋势、WBM模型、径流模拟、水资源总量AbstractVariation Trend and Characteristics of Hydro-Meteorological Elements for Semi-Arid Area- Taking the Luanhe River Basin as ExampleAbstract: Haihe River Basin locates in the heart area of China which is also
3、 the center of politics, economy and culture. Luanhe River Basin is a sub-basin of Haihe River basin, plays an important role with sustainable utilization supporting economic development. It is essential to understanding variation trends of hydro-meteorological elements including precipitation, temp
4、erature, evaporation as well as runoff for projecting water availability in this catchment . In this paper, linear regression analysis, 5-year moving average analysis, anomaly and Mann-Kendall method were used to analyze variation laws of hydro-meteorological elements. In adition, a Water Balance Mo
5、del was applied to study responses of hydrology to climate change. Generally speaking, the model performed well for monthly discharge simulation prior to intensive human disturbance while poor simulation for human-disturbed period. Finally, the model was used to project the possible water resources
6、scenario under the GCM projection. The results indicate that globel warming will result in decrease in runoff, which will bring much challenge to the current water resources management.Key words: varation of hydro-meteorological elements, WBM model, runoff simulation，totals of water resources目录目 录第一
7、章 绪论11.1 研究目的意义11.2 研究流域概况11.2.1 海河自然地理情况：11.2.2 滦河概况：31.2.3 滦河水文气象资料情况41.3 主要研究内容与技术路线61.3.1主要研究内容61.3.2技术路线6第二章 流域气象水文要素变化趋势72.1 水文序列趋势诊断方法72.1.1线性回归72.1.2多年（5年）滑动平均72.1.3 M-K法72.2降水变化82.2.1 年际变化82.2.2年内分配102.2.3变化趋势显著性诊断132.3 气温变化152.3.1 气温年际变化152.3.2 年内气温变化162.4径流变化172.4.1 年际变化172.4.2年内分配192.4.3
8、 变化趋势显著性诊断222.5本章小结23第三章 流域水文模型及其径流过程模拟253.1 降水径流关系253.2 流域水文模型273.3参数率定方法与目标函数283.3.1参数率定方法283.3.2 目标函数303.4流量过程模拟313.5本章小结33第四章 气候变化对流域径流的影响344.1 未来气候变化情景344.2 径流对气候变化的敏感性364.2.1 降水量温度对径流敏感性分析364.2.2 温度蒸发对径流敏感性分析374.3 未来流域水资源变化趋势374.4 本章小结39第五章 结论与讨论405.1 主要结论405.1.1 气候要素变化趋势405.1.2 WBM模型分析405.1.3
9、气候变化对径流的影响405.2 存在问题及讨论41参考文献42附件：43一、英语原文43二、英语翻译：50第一章 绪论1.1 研究目的意义海河是我国七大江河之一，位于我国的心脏地区，是全国经济、政治、文化的中心，具有非常重要的战略地位。所以对海河流域的气象要素变化的分析非常重要，可以对过去的各个气象要素进行趋势分析以及可以对未来的气候要素的变化作一些预测。这对包括北京在内的华北地区的防洪防汛可以做出一些借鉴和参考。采用水文模型耦合气候模型是目前国内外较常用的研究气候要素的变化趋势的方法之一。在20世纪后半叶，随着计算机技术和系统科学的快速发展，水文学研究的方法渐渐地发生了改变，从注重传统的测报
10、算渐渐倾向了水文模型的建立和研究，水文模型也逐渐成为现代流域管理的主流。流域水文模型有很多，有河海大学开发的新安江模型、AWBM（澳大利亚水平衡模型）、WBM（月水量平衡模型）、Simhyd模型等。本次毕设选用的是WBM。1.2 研究流域概况1.2.1 海河自然地理情况：1. 地理位置海河流域包括海河、滦河、徒骇马颊河等水系。位于东经112120、北纬3543之间。流域面积31.8万km2，占全国总面积3.3%。海河流域东临渤海，南界黄河，西靠云中、太岳山，北依蒙古高原。2. 地势地形全流域总的地势是西北高东南低，大致分高原、山地及平原三种地貌类型。大同阳高张家口崇礼四岔口御道口一线以北为高原
11、区，海拔均在1000m以上，地面相对高差一般为100200m左右。高原区以南，东西向50m等高线以北以及南北向100m等高线以西地区为山区。山区的东北部分分布着东西走向的燕山山脉（山脊高程约为14001600m），西部为南北和西南东北走向的太行山山脉（山脊高程约为17002000m）。在两山主山脊以南以东平行分布着一条高程约为6001500m的山脊线，是一条海洋水汽向流域内陆输送的屏障，在此线以北以西为深山区，通称背风山区，此线以南以东为浅山丘陵区，通称迎风山区。山区、高原区面积共占全流域总面积的60%。太行山山高坡陡，连绵不断；燕山高程相对较低，孤峰较多。境内山体多为东北西南走向，主要有大马
12、群山、军都山、西山、恒山、五台山、云中山、系舟山、太岳山、太行山等。在流域的东北部有西北东南走向的七老图山，中部偏北分布着东西走向的燕山。最高峰为五台山的北台顶，海拔3058m。流域的东南部为广阔的海河平原，高程在50m（燕山以南）及100m（太行山以东）以下，面积占流域总面积的40%。总的地势是北、西、南三面高。向东部濒海倾斜。高程为2050m（燕山脚下）及50100m（太行山脚下）的范围内为山前洪积、坡积平原，地面坡度为0.11左右，排水不畅，其面积约占平原面积的50%。沿海地区为滨海冲击三角洲平原，地面坡度为12，其面积约占平原总面积的10%。全流域山区和平原几乎直接交接，其间的丘陵过渡
13、区甚窄，致使各河几乎没有中游段，形成上下游直接相接的特殊河道。3. 气候本流域属于温带季风气候区。冬季受西伯利亚大陆性气团控制，寒冷少雪；春季受蒙古大陆变性气团影响，气温回升快、风速大，蒸发量大，往往形成干旱天气；夏季受海洋性气团影响，比较湿润，气温高，降雨量多，但因历年太平洋副热带高压的进退时间、强度、影响范围等很不一致，致使降雨量的变差很大，旱涝时有发生；秋季为夏冬的过渡季节，一般年份秋高气爽，降雨量较少。气温由南向北、由有平原向山区递减。年平均气温约在0.014.5之间；全年以1月份温度最低，约-210.0，五台山极端最低气温达-44.8（1958年1月15日）；7月份的温度最高，在17
14、.427.5之间，南唐极端最高气温达45.8（1934年7月14日）。相对湿度平原区由南往北减小，滹沱河以及渤海沿岸年相对湿度为65%70%。其他平原为60%65%。山区内的河谷地区，由于山脉阻挡，相对湿度较小，蒸发量小，年相对湿度大于60%，御道口达69%寒潮大部分发源于西伯利亚，一旦爆发，本流域首当其冲，是造成冬季大风、降温的主要天气气象。台风多发源于太平洋的加罗林群岛及西沙群岛一带，大部分并不直接侵袭海河流域，但流域的大部分地区也在其影响范围之内，是造成夏季暴雨、洪水的一个重要原因。1.2.2 滦河概况：滦河发源于河北省丰宁县西北巴彦图古尔山麓。上源称闪电河，流入内蒙至大河口纳吐力根河后
15、称大滦河，又折回河北至郭家屯附近遇小滦河汇合后称滦河，经承德至潘家口穿长城入冀东平原至乐亭县南兜网铺入渤海。沿途汇入的支流很多，常年有水者达500余条，其中集水面积大于1000km2的由上至下有小滦河、兴州河、依逊河、蚁蚂吐河、武烈河、老牛河、柳河、瀑河、潵河、青龙河共10条。滦河水系呈羽状，两岸的支流都比较发育，干流基本居中。潘家口至罗家屯间河道弯曲，河谷一般约为500m左右，河床系砂卵石组成，海拔100余m，坡度约为2；罗家屯至滦县，河道曲度较小，和河谷展宽，平均约为1000m，砂质河床，海拔65m左右，坡度约1；滦县以下河流进入平原，河槽宽2000m，细砂河床，海拔低于20m，坡度为0.25。滦河河槽上窄下宽，糙率上大下小，加之河槽在平原区的流程不长，很快入海，所以径流、泥沙的入海出路都较通顺。1979年在滦河干流修建了潘家口、大黑汀两座大型水库，在其下游并
