本文關(guān)鍵詞：新疆中天山地帶草原植被覆蓋變化對(duì)徑流的影響研究　出處：《新疆大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： NDVI 枯水徑流 豐水徑流 大氣水文模式耦合 徑流模擬

【摘要】：在不同國(guó)家和地區(qū),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類(lèi)的生產(chǎn)生活受到洪水災(zāi)害帶來(lái)的巨大威脅。從20世紀(jì)中葉至今,受氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)的影響,洪澇災(zāi)害頻發(fā)。洪水過(guò)程由于受流域下墊面條件、天氣系統(tǒng)等多方面因素的影響,具有高度的隨機(jī)性和復(fù)雜性,但又表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。為了更好的控制與管理洪水,這就需要將影響洪水過(guò)程的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行研究。植被覆蓋狀況對(duì)洪峰的調(diào)節(jié)作用在不同地區(qū)會(huì)因土壤、植被覆蓋率及植被結(jié)構(gòu)等不同而出現(xiàn)一定的差異,植被覆蓋狀況與枯水徑流的關(guān)系同樣如此。天山是新疆重要的水資源蘊(yùn)含區(qū),開(kāi)展研究天山山區(qū)植被覆蓋變化對(duì)徑流過(guò)程的影響具有一定意義。本文選取位于中天山地帶巴音布魯克盆地開(kāi)都河上游流域的集水區(qū)域,從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(徑流和降雨)和氣象與水文耦合兩個(gè)角度,預(yù)報(bào)并分析洪峰流量和枯水徑流的特征,揭示山區(qū)植被覆蓋對(duì)極端徑流事件的預(yù)報(bào)影響。主要結(jié)論如下:NDVI值與植被覆蓋度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系,能夠用于定量分析某區(qū)域植被覆蓋變化狀況。從時(shí)間變化上分析,巴音布魯克盆地NDVI年際變化有著逐年平穩(wěn)上升的趨勢(shì),同時(shí)又有著階段性變化的特征,分布于0.21至0.26之間。從巴音布魯克盆地的NDVI值空間分布特征上分析,盆地地表植被覆蓋呈現(xiàn)出盆地西部?jī)?yōu)于盆地東部的特征。此外,沿開(kāi)都河流域的河岸帶及位于盆地中部的濕地植被覆蓋均較為密集。從1982至2013年巴音布魯克盆地的區(qū)域NDVI均值年際變化趨勢(shì)上分析,盆地植被覆蓋改善的區(qū)域大于植被退化的區(qū)域。從1982至2013年巴音布魯克盆地的區(qū)域NDVI均值變化可持續(xù)性來(lái)看,植被覆蓋將保持現(xiàn)有的穩(wěn)定趨勢(shì),持續(xù)退化的區(qū)域和未來(lái)變化趨勢(shì)無(wú)法確定的區(qū)域的植被的變化狀況需要研究人員繼續(xù)關(guān)注。通過(guò)分析徑流量變化與NDVI之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),NDVI與洪峰流量大都呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,在較高植被覆蓋率區(qū)域,對(duì)洪峰的作用表現(xiàn)為一定程度的削減。同時(shí),NDVI與枯水徑流呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系,植被覆蓋度的增加,顯著提升的枯水期徑流。針對(duì)巴音布魯克盆地的氣象要素模擬,WRF中不同參數(shù)化方案組合對(duì)各氣象要素模擬的敏感性各不相同。研究選取了16組參數(shù)化方案組合進(jìn)行模擬選優(yōu),用于模擬降雨量的最優(yōu)參數(shù)化方案組合為:邊界層方案ysu,積云動(dòng)力kain-freitsch方案,云微物理wdm6方案,長(zhǎng)波輻射dudhia方案和短波輻射rrtm方案。用于模擬氣溫的最優(yōu)參數(shù)化方案組合為:邊界層ysu方案,積云動(dòng)力kain-freitsch方案,云微物理thompson方案,長(zhǎng)波輻射dudhia方案和短波輻射rrtm方案。用于模擬風(fēng)速的最優(yōu)參數(shù)化方案組合為:邊界層qnse方案,積云動(dòng)力kain-freitsch方案,云微物理thompson方案,長(zhǎng)波輻射dudhia方案和短波輻射rrtm方案。這些物理方案是對(duì)巴音布魯克盆地的降雨等天氣過(guò)程機(jī)理性研究是非常有價(jià)值的。通過(guò)對(duì)強(qiáng)降雨事件2013j18p的數(shù)值模擬及方案選優(yōu)工作,并統(tǒng)計(jì)分析了各方案組合引起的模擬結(jié)果的差異。分析表明:模式模擬的結(jié)果偏差并不能隨著各參數(shù)化方案的更換而大幅度的降低,這也意味著,模式模擬結(jié)果精度的提高與驅(qū)動(dòng)模式數(shù)值模擬的背景場(chǎng)緊密相關(guān)。若提高相關(guān)氣象要素的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度,需要對(duì)背景場(chǎng)進(jìn)一步的處理,例如將實(shí)地觀測(cè)資料同化進(jìn)背景場(chǎng),對(duì)背景場(chǎng)進(jìn)行糾正作用。另一方面,需要結(jié)合高寒山區(qū)盆地特點(diǎn),將模式中相關(guān)物理過(guò)程進(jìn)行完善。為模擬地表植被覆蓋度對(duì)徑流過(guò)程的影響,根據(jù)盆地豐水期、枯水期時(shí)植被覆蓋度的不同對(duì)水文過(guò)程進(jìn)行情景模擬。研究采用分布式水文模型dhsvm進(jìn)行模擬,并從日徑流變化、小時(shí)徑流變化兩個(gè)角度綜合驗(yàn)證和評(píng)價(jià)了分布式水文模型dhsvm在該研究的適用性。模擬結(jié)果表明:模擬的徑流過(guò)程均與實(shí)測(cè)過(guò)程基本吻合,趨勢(shì)基本一致。確定性系數(shù)在0.85至0.92之間,日徑流量的模擬誤差(實(shí)測(cè)值與模擬值之差)均在34.50%以?xún)?nèi),平均絕對(duì)誤差約10.27%。小時(shí)徑流量的模擬誤差(實(shí)測(cè)值與模擬值之差)均在15.00%以?xún)?nèi),平均絕對(duì)誤差約7.07%。確定性系數(shù)在0.90至0.91之間。這也為今后水文模擬時(shí)考慮植被覆蓋度的參數(shù)設(shè)置提供了科學(xué)依據(jù)。從兩種植被覆蓋度情景下可以得出,當(dāng)植被覆蓋度相對(duì)較少時(shí),強(qiáng)降雨誘發(fā)的洪水的峰值時(shí)間短及變化幅度劇烈。徑流模擬的中后期的徑流量高于實(shí)際徑流量�？赡茉蚴怯捎趯�(shí)際降雨補(bǔ)給的缺乏,土壤水分持續(xù)降低,故后期降雨滲入并補(bǔ)充土壤水分的量相對(duì)增多,故在實(shí)際狀況下產(chǎn)生地表徑流較前期減少。當(dāng)?shù)乇碇脖桓采w度密集時(shí),洪峰流量有所削弱,其中退水過(guò)程呈緩慢減小的現(xiàn)象�？赡茉蚴堑乇碇脖粚咏亓裟芰^強(qiáng),故實(shí)際的徑流高于模擬的徑流量。將數(shù)值氣象預(yù)報(bào)模式WRF與分布式水文模型DHSVM二者進(jìn)行了耦合,在植被覆蓋度密集的場(chǎng)景,對(duì)強(qiáng)降雨引發(fā)的洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)。預(yù)報(bào)的徑流過(guò)程與實(shí)際觀測(cè)基本吻合(R2=0.8019,RMSE=2.16,E=0.8955),說(shuō)明DHSVM適用于高寒盆地徑流預(yù)報(bào),并能夠用于模擬強(qiáng)降雨誘發(fā)的洪水過(guò)程。但由于WRF的降雨模擬的誤差,故導(dǎo)致DHSVM模型模擬的徑流過(guò)程存在著誤差。漲水過(guò)程的模擬結(jié)果前期存在高估現(xiàn)象,最大誤差約2.69m3·s-1(絕對(duì)誤差5.8%),后期模擬結(jié)果存在低估現(xiàn)象,最大誤差約5.8 m3·s-1(絕對(duì)誤差9.8%)。但二者耦合模擬的結(jié)果能夠有效地實(shí)現(xiàn)強(qiáng)降雨型洪水預(yù)警預(yù)報(bào)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q948

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李登科;;陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)植被覆蓋變化及其對(duì)氣候的響應(yīng)[J];西北植物學(xué)報(bào);2009年05期

2 樸世龍,方精云;最近18年來(lái)中國(guó)植被覆蓋的動(dòng)態(tài)變化[J];第四紀(jì)研究;2001年04期

3 馬明國(guó),董立新,王雪梅;過(guò)去21a中國(guó)西北植被覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與模擬[J];冰川凍土;2003年02期

4 丁明軍,沈振西,張鐿鋰,劉林山,張瑋,王兆鋒,擺萬(wàn)奇;青藏公路與鐵路沿途1981年~2001年植被覆蓋變化[J];資源科學(xué);2005年05期

5 王兆禮;陳曉宏;李艷;;珠江流域植被覆蓋時(shí)空變化分析[J];生態(tài)科學(xué);2006年04期

6 王宏志;陳誠(chéng);徐建軍;;湖北省植被覆蓋指數(shù)時(shí)空分布特征研究[J];國(guó)土與自然資源研究;2007年04期

7 陳婷;梁四海;錢(qián)開(kāi)鑄;萬(wàn)力;;近22年長(zhǎng)江源區(qū)植被覆蓋變化規(guī)律與成因[J];地學(xué)前緣;2008年06期

8 國(guó)志興;王宗明;宋開(kāi)山;李方;張柏;劉殿偉;;1982～2003年?yáng)|北地區(qū)植被覆蓋變化特征分析[J];西北植物學(xué)報(bào);2008年01期

9 王莉雯;衛(wèi)亞星;牛錚;;基于遙感的青海省植被覆蓋時(shí)空變化定量分析[J];環(huán)境科學(xué);2008年06期

10 王秀春;黃秋昊;蔡運(yùn)龍;;貴州省烏江流域植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化分析[J];水土保持研究;2008年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 鹿琳琳;李新武;;1986-2009年北京市植被覆蓋變化遙感估算[A];遙感定量反演算法研討會(huì)摘要集[C];2010年

2 趙漢青;;基于SPOT-4/VEGETATION數(shù)據(jù)的中國(guó)植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化研究[A];吉林省測(cè)繪學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2008年

3 杜子璇;陳懷亮;劉忠陽(yáng);師麗魁;劉偉昌;;基于多源信息融合的黃淮海地區(qū)植被覆蓋變化遙感監(jiān)測(cè)研究[A];糧食安全與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)發(fā)展——2008年全國(guó)農(nóng)業(yè)氣象學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

4 任園園;侯欽磊;袁博;;大巴山地區(qū)植被覆蓋時(shí)空分析[A];2011中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第四卷）[C];2011年

5 王非;;博、精河流域植被覆蓋變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[A];地理學(xué)核心問(wèn)題與主線——中國(guó)地理學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所建所五十年慶典論文摘要集[C];2011年

6 李登科;;陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)植被覆蓋變化及其對(duì)氣候的響應(yīng)[A];第26屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì)氣候變化分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2009年

7 董葉輝;南穎;;延邊地區(qū)近十年來(lái)植被覆蓋變化特征研究[A];中國(guó)地理學(xué)會(huì)百年慶典學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2009年

8 賀映娜;高翔;馬新萍;;米倉(cāng)山植被覆蓋及其生長(zhǎng)季變化研究[A];2011中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第四卷）[C];2011年

9 楊光華;包安明;劉海隆;黃瑩;;近10a新疆植被覆蓋變化分析[A];地理學(xué)與生態(tài)文明建設(shè)——中國(guó)地理學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2008年

10 許輝熙;楊存建;陳軍;楊韜;;成都市區(qū)植被覆蓋動(dòng)態(tài)變化的遙感監(jiān)測(cè)初步探討[A];第十四屆全國(guó)遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文摘要集[C];2003年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 趙曉展;黃土高原植被覆蓋進(jìn)入第2次迅速提高期[N];工人日?qǐng)?bào);2007年

2 張立學(xué);新疆植被覆蓋面積呈增加趨勢(shì)[N];新疆日?qǐng)?bào)(漢);2006年

3 宋憲磊 劉成鋼;我市8年完成國(guó)家飛播任務(wù)684萬(wàn)畝[N];鄂爾多斯日?qǐng)?bào);2008年

4 記者師巧梅、通訊員潘繼鵬;去年全疆植被覆蓋總體好于前4年[N];新疆日?qǐng)?bào)(漢);2012年

5 滕艷;遙感技術(shù)可洞悉植被覆蓋區(qū)地質(zhì)信息[N];中國(guó)國(guó)土資源報(bào);2008年

6 記者 滕艷;遙感技術(shù)洞悉植被覆蓋區(qū)地質(zhì)信息[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2008年

7 記者 張瑜　李江天;遼西北高植被覆蓋區(qū)面積增近兩成[N];遼寧日?qǐng)?bào);2014年

8 中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員 董鳴;防治荒漠化“三圈”生態(tài)范式理論及其功能[N];大眾科技報(bào);2006年

9 ;感受別具韻味的自然野趣[N];中國(guó)花卉報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉洋;新疆中天山地帶草原植被覆蓋變化對(duì)徑流的影響研究[D];新疆大學(xué);2016年

2 王愛(ài)云;植被覆蓋區(qū)遙感礦化蝕變信息提取方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院;2011年

3 吳昌廣;氣候變化背景下三峽庫(kù)區(qū)植被覆蓋動(dòng)態(tài)及其土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

4 徐麗萍;黃土高原地區(qū)植被恢復(fù)對(duì)氣候的影響及其互動(dòng)效應(yīng)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

5 師慶東;基于FVC指數(shù)對(duì)1982～2000年中國(guó)西部干旱區(qū)植被覆蓋時(shí)空變化特征分析[D];南京氣象學(xué)院;2004年

6 王海梅;錫林郭勒地區(qū)氣候變化規(guī)律與植被覆蓋變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙躍環(huán);鄂爾多斯盆地植被覆蓋與土壤濕度反演研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

2 陳明;基于面向?qū)ο蟮狞S土高原生態(tài)脆弱區(qū)植被覆蓋變化分析[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 王旭;寧夏沙坡頭國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)植被覆蓋變化及其穩(wěn)定性[D];蘭州大學(xué);2015年

4 劉堯\，

本文編號(hào)：1424657