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受气候变化和人类活动的影响,全球部分流域的产汇流条件发生变化,导致反映流域水文物理特性的模型参数随时间不变的假设受到质疑。考虑植被条件和人类活动对于模型参数的影响,有助于提高水文模拟精度。本文选取中国不同气候和下垫面条件的直门达、张家山、咸阳、横江、丹江口、水布垭、峡江以及横石共八个水文站作为研究对象,首先,对研究区域环境要素(水文气象要素、植被和人类活动)的时空变异性进行初步分析;然后考虑植被条件和人类活动的影响,建立了两参数月水量平衡模型参数时变分析方法,比较不同时变参数模型模拟径流精度及其不确定性,并进一步分析时变参数模型在无蒸散发资料地区的适用性。论文的主要内容及结论有以下几点:(1)通过Mann-Kendall(MK)和Spearman检验法对流域水文气象序列及植被归一化指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)的变化趋势进行识别,再通过Pettitt变点检验法对研究区域水文气象序列的变点进行识别。水文气象序列趋势检验结果表明,张家山、咸阳、横江和丹江口站年径流序列呈现显著下降趋势,直门达和水布垭站年径流序列呈下降趋势但不显著,峡江和横石站年径流序列呈上升趋势。变点检验结果表明,除了直门达站在季节和年尺度上的径流序列不存在显著变点外,其余站点在季节或年尺度上均存在显著突变点。针对流域内植被条件,实测期内直门达、横江、峡江以及横石站年NDVI序列呈下降趋势,张家山、咸阳、丹江口以及水布垭站年NDVI序列呈上升趋势。8个研究流域月NDVI均具有明显的季节性特征。研究流域内四种人类活动因子(人口、地区生产总值、粮食产量和有效灌溉面积)总体呈上升趋势。(2)考虑植被条件和人类活动的影响,提出了两参数月水量平衡模型参数时变分析方法。选取植被归一化指数、人口(Population,POP)、地区生产总值(Gross Domestic Production,GDP)、粮食产量(Grain Production,GP)和有效灌溉面积(Irrigated Area,IA)共五个协变量,建立模型中蒸散发参数C、最大蓄水能力参数SC与协变量的函数关系,且考虑四种参数时变情形。结果表明,蒸散发参数C表示为NDVI的函数时,模型较常参数模型模拟效果更好。针对模型参数95%不确定性区间,时变参数模型的不确定性区间优于常参数模型。因此,采用时变参数模型可以反映水文过程中的非一致性,改进径流模拟效果,从而提高模型在“非稳态”流域下的适用性。(3)基于两参数月水量平衡模型时变分析方法,进一步研究时变模型在无实测潜在蒸散发资料地区的应用。首先,采用Penman-Monteith(PM)综合法以及三种温度法(Blaney-Criddle、Hargreaves和Hamon)计算了通天河、横江、汉江上游和赣江流域的潜在蒸散发,以PM公式计算结果为标准,分析比较不同种温度法计算结果在研究区域的适用性。然后,基于两参数月水量平衡模型参数时变框架,利用四种潜在蒸散发公式计算结果驱动模型,比较径流模拟结果。结果表明,温度法中Hargreaves公式估算效果最好。通过比较分析四种潜在蒸散发方法下参数时变模型模拟结果,发现使用Blaney-Criddle法计算结果驱动模型时,模型在研究区域模拟效果最好。时变参数模型在无实测潜在蒸散发地区的适用性较好。