基于SWAT模型的庄浪河流域降水和气温变化对蓝绿水的影响研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjc013
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
绿水资源对于陆地生态环境维护和人类农业生产具有重要意义。在当前全球变暖的大背景下,气候变化情景下的水文循环响应的研究仍然主要以蓝水资源为主,而对于绿水资源的研究较少。庄浪河地处祁连山地区,水资源短缺为区域内雨养农业发展的最大限制条件,且带来一系列生态环境问题。为深入研究气候变化情况下庄浪河地区蓝绿水的时空分布,本文以蓝绿水概念作为研究核心,以SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型为研究手段,分析庄浪河流域近30年蓝绿水资源时空变化趋势,探讨降水、气温的变化对庄浪河流域内蓝绿水资源的影响,为该地区采取人工影响天气等手段、寻求可持续水资源管理措施以及后续开展绿水方面的研究提供参考。本文主要研究结果如下:(1)构建了庄浪河流域SWAT模型,根据实测水文观测资料借助自动率定软件SWAT-CUP中的SUFI-2算法对流域SWAT模型进行校准验证。采用纳什效率系数NSE和决定系数R~2作为模型适用性评价指标,得到武胜驿水文站和红崖子水文站校准期和验证期均达到了模型适用的标准。(2)将1988~2017年乌鞘岭站和皋兰站的实测气象资料输入校准好的SWAT模型,模拟近30年庄浪河流域蓝水、绿水资源状况。模型模拟的全流域多年平均蓝绿色总深度为411mm,与实际情况较为相符。从时间上来看,庄浪河流域近30年来,绿水深度呈增加趋势,而蓝水深度变化趋势并不明显。从空间上看,庄浪河流域蓝水深度和绿水深度从上游至下游呈逐渐减少的趋势。从绿水系数来看,庄浪河流域绿水系数随时间推移呈现出上升趋势,沿上游至下游不断增大,整体稳定在82%以上。绿水系数的增加在一定程度上反映了该地区的植被覆盖程度和生态环境状况在不断改善。(3)选取降水和气温两个气象因子,综合气象因子发生变化的位置,共设置45种情景,分析不同情景下庄浪河流域蓝绿水资源响应情况。总的来说,庄浪河流域内蓝水和绿水深度对降水的敏感程度都很高,而对气温的敏感程度较弱,绿水深度与气温呈负相关,且流域内蓝水对气温与绿水相比敏感程度更高。(4)选取两个气象站气象因子都发生变化的情景S31~S45探讨庄浪河流域蓝绿水空间变化趋势。从绿水来说,上游区间年绿水深度对气温变化敏感程度更高,下游区间年绿水深度对降水增加的敏感程度更高。从蓝水来说,流域内年蓝水深度与绿水相比响应程度更为强烈,且流域内蓝水深度对气候变化响应强烈的区域集中在流域中部。
其他文献
基于现有地表水源热泵冬季水源温度过低时蒸发器易结冰的问题,提出一种新型冰源热泵系统,可利用低温地表水向建筑供热并大幅降低用水量,扩大了地表水源热泵应用范围。目前冰源热泵系统有两个关键问题待解决:一是供热季系统性能最高时含冰率取值问题,二是管内安全运输冰浆流速范围问题。为解决上述问题,本文主要研究内容与结果如下:首先,为研究系统供热季性能最高时含冰率取值问题,建立了冰源热泵系统TRNSYS模型,研究
学位
水电能源具有清洁低碳、技术成熟、启停灵活等特点,能够满足电力系统调峰、调频需求,保障电网安全稳定运行。在“双碳”目标的背景下,发展水电能源对促进我国经济绿色高质量发展具有重要意义。传统水库群多目标优化调度缺乏对实际调度过程及调度需求的精细化描述。虽然耦合水动力学模拟的水库群多目标优化调度模型能够实现调度目标的精确量化,但求解水动力学模型时间成本过高,使得多目标优化调度模型难以与水动力学模型直接嵌套
学位
质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM)燃料电池作为利用氢能这一高效清洁能源的重要手段,在近年得到了广泛的关注,在住宅建筑领域利用氢能成为了大有可为的方向之一。本文提出住宅建筑冷热电联供系统,以及该系统的运行策略。以武汉市某住宅建筑为研究对象,在三代家庭的五口之家建立了一个适用于此家庭住户结构的冷热电联供系统。在TRNSYS软件中建立了详细的以灯光设备、卫生热水、空调
学位
达成中国“碳达峰”与“碳中和”目标的方法之一是节约建筑能耗,降低建筑二氧化碳排放量。暖通空调系统是建筑主要的用能对象之一,准确的暖通空调系统能耗预测能减少其能耗,详细的能耗监测可为对用能设备进行优化调度提供数据支持。建筑群负荷预测能帮助区域能源系统合理配置系统容量,制定合理的控制策略,减少建筑群能源系统的能耗。基于此,本文主要探究了单体建筑能耗预测中有关数据预处理和选择对体建筑日前能耗预测模型影响
学位
洪水灾害自古以来就是全世界人民共同面对的一大自然灾害,近年来更是随着极端气候事件增多、城市化进程加快等因素叠加,洪水灾害发生的频率增加,造成的损失加重,人民的生命和财产安全受到严重威胁。洪水的特性决定人类无法完全消除洪水,因此对区域进行有效的洪水风险性评估,对洪水风险等级做出分类,指出区域内的易洪易涝点,为区域防洪决策及水利工程建设提供指导,是应对洪水风险、减少洪水损失的关键步骤。本研究在空间多准
学位
随着水电设备制造技术的日趋成熟,水轮机、发电机、调速器等电站设备不断朝着技术密集度大、结构复杂度高的方向发展。这要求相关技术人员必须不断地提升自身专业理论水平和检修维护能力。但传统的设备检修培训方式存在着可视化表达有限、真机操作机会不足的问题,培训效果不理想,无法满足当前检修作业的要求。因此将虚拟技术应用于水电站设备检修培训无疑是一种良好的解决方案。本文选择水轮机和调速器作为研究对象,将虚拟现实技
学位
洪水预报是对洪水的产生及演化进行预测的一项重要科学技术,其在防洪减灾、水资源合理配置、水利工程开发和社会生产等方面具有重要作用。河道洪水预报最普遍的方法之一是河道洪水演算,它是以洪水波运动理论及圣维南方程组为理论依据演算推求断面流量过程。虽然目前常用的河道流量演算方法对洪水预报操作简单、精度较高,但随着经济发展和社会进步,对于防洪减灾、水资源调配、生产生活等要求日渐提高,故而对于大江大河洪水预报的
学位
在水资源优化配置中,需要根据预测的径流结果制定不同的方案,以期减少经济损失或增加经济效益。径流区间预测能够描述点值预测无法表示的复杂时间序列的不确定性,其中带概率分布的结果具有明显优势。径流包含了大量独立的信息特征,而单项方法因建模机制不同,只利用了径流的部分信息,忽略了某些要点。组合预测可以充分发挥各模型之间的互补作用,有效解决上述问题。本文从中长期径流预测入手,在多个数据驱动模型结构基础上建立
学位
近年来环境污染与能源紧张等问题日益突出,低碳减排已成为党和政府的重点工作,而建筑节能是其中的重要环节。本文提出一种动态隔热相变屋面结构,在混凝土屋面结构上铺设相变材料层及动态隔热层,结合相变储热与动态隔热提高屋面的热工性能。在夏季高温时段,动态隔热层处于高热阻状态进行隔热,高温相变层通过相变进行蓄热,减少室外传向室内的热量;室外温度下降后,动态隔热层调整为低热阻状态,促进高温相变层向室外散热。在冬
学位
目前构建水文预报模型是最常用的径流预报方法,而常见的预报模型分为机理驱动模型以及数据驱动模型两类。针对单一水文预报模型在实际预报中存在的局限性,本文以丹江口水库入库日径流为研究对象,分别构建了新安江模型以及多种数据驱动模型,并提出了一种机理驱动模型与数据驱动模型协同的径流预报技术,将两类模型进行串并联耦合。本文主要研究成果如下:(1)构建了基于自率定-实时校正的新安江模型,利用混合复杂进化算法(S
学位