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水资源对社会经济发展和人类生活有着很大的影响。对于干旱区而言,山区的冰雪融水和降水是山前绿洲带的主要水来源,而大部分人类活动集中于此。径流变化尤其是洪峰流量的变化对人类生活有着很大的影响。研究洪峰流量变化及其影响因素对干旱区生态环境、人类生活及社会经济的可持续发展具有十分重要的现实意义。
本研究以天山南北坡典型流域开都河和玛纳斯河流域为例,根据流域气象与水文资料,利用Mann-Kendall非参数检验技术对春季和夏季洪峰流量变化趋势进行分析,并在此基础上采用滑动t检验和Mann-Kendall方法对其突变点进行检验,应用灰色关联对开都河和玛纳斯河春夏季洪峰流量的影响因素进行了分析。最后结合气象、水文资料以及MODIS遥感积雪产品,应用SRM(Snowmelt Runoff Model)模型对开都河流域2000和2006年融雪期径流进行了率定和验证模拟研究。主要研究结论如下:
(1)近50年来,开都河春季洪峰流量有下降的趋势,夏季洪峰流量表现为增长的趋势;玛纳斯河春夏季洪峰流量均有下降的趋势。突变点分析表明,开都河春季和夏季洪峰流量发生突变的年份分别为1972、1996年,玛纳斯河春季和夏季洪峰流量发生突变的年份分别为1998、1971年。
(2)稳定积雪日起6天积温绝对变化、洪峰日起前6天积温变化是开都河春季洪峰流量的主要影响因素;洪峰日起前5天降水量、洪峰前期降水量是开都河夏季洪峰流量的主要影响因素。
(3)稳定积雪期内积温、洪峰日起前3天积温是玛纳斯河春季洪峰流量的主要影响因素;洪峰日起前2天降水量、洪峰前期降水量是玛纳斯河夏季洪峰流量的主要影响因素。
(4)通过有效活动积温表达的径流系数和APHRODITE降水数据作为SRM模型参数输入,能够较好的模拟开都河流域融雪径流,率定期2000年两个拟合优度指标值分别是Nash-Sutcliffe系数R2=0.81,径流差Dv=-6.5%;验证期2006年两个拟合优度指标值分别是Nash-Sutcliffe系数R2=0.41,径流差Dv=1.3%。