【摘要】 气候变化是目前国际社会公认的最主要的全球性环境问题之一，以生态环境脆弱的黄河中游为对象，研究气候变化对水文水资源影响的关键问题，对于黄河流域水资源的可持续开发利用和维持黄河健康生命等方面具有重要意义。具体包括以下研究内容： (1)采用滑动平均法、斯波曼秩次相关检验法、坎德尔秩次相关检验法和线性回归方法多种途径相结合的方法，科学检验了黄河中游各区间水文气象要素的变化趋势。 (2)系统对比分析了6个集总式概念性水文模型(AWBM模型、SIMHYD模型、TANK模型、SMAR模型、SARC模型和YRWBM模型)和2个分布式水文模型(SWAT模型和VIC模型)在三川河和清涧河的应用效果。 (3)基于YRWBM模型参数的地域分布规律和模型参数的物理解释，构建了YRWBM模型参数与流域物理属性之间的关系，提出了模型参数的区域率定途径，进而实现了参数的网格化和整个中游地区径流量的分布式计算。 (4)提出了气候变化和人类活动对河川径流影响的定量分割方法，采用水文模拟途径，分析了气候变化和人类活动对黄河中游水资源的影响。指出人类活动是黄河中游近些年河川径流减少的主要原因，约占河川径流减少总量的61％；但在不同流域，气候变化对河川径流影响的程度不同。 (5)建立了气温与蒸发能力之间的关系，分析了气温变化对蒸发能力的影响。采用假定的气候情景，利用改进的水文模型研究了黄河中游各区间径流量对气候变化的敏感性；以黄河中游三川河流域为例，进一步分析了气候变化对径流的年内分配、土壤湿度、径流组成等其它水文变量的影响。结果表明，龙门至三门峡区间的径流对气候变化最为敏感，地面径流对气候变化的响应明显高于地下径流和融雪径流对降水变化的响应；气候变化也可以显著改变径流和土壤湿度的年内月分配。

【关键词】 气候变化； 水文模型； 黄河中游； 人类活动； 影响；




前言 5-7
摘要 7-8
Abstract 8
第一章 绪论 17-33
    1.1 选题背景及科学意义 17-18
    1.2 气候变化对流域水文水资源影响研究现状 18-29
        1.2.1 IPCC及其评价报告 19-20
        1.2.2 气候情景 20-22
        1.2.3 气候变化影响评价模型及其成果 22-24
        1.2.4 水文变量对气候变化的响应研究现状 24-29
    1.3 研究区域与研究内容 29-31
        1.3.1 研究区域 29-30
        1.3.2 研究内容 30-31
    1.4 研究方法与技术路线 31-33
第二章 黄河中游水文变化特性 33-52
    2.1 黄河中游概况 33-36
        2.1.1 黄河中游自然地理概况 33-35
        2.1.2 黄河中游水利水保工程概况 35
        2.1.3 黄河中游水文气象资料概况 35-36
    2.2 黄河中游下垫面因素及气候条件对产流的影响 36-38
        2.2.1 下垫面因素对产流的影响 36-37
        2.2.2 气候条件对产流的影响 37-38
    2.3 水文序列变化分析方法 38-40
        2.3.1 滑动平均法 38
        2.3.2 斯波曼(Spearman)秩次相关检验 38-39
        2.3.3 坎德尔(Kendall)秩次相关检验 39-40
    2.4 黄河中游地区水文情势变化分析 40-50
        2.4.1 黄河中游降水变化特性 40-42
        2.4.2 黄河中游气温变化特点 42-44
        2.4.3 黄河中游蒸发能力的变化特点 44-46
        2.4.4 黄河中游径流变化特点 46-50
    2.5 本章小结 50-52
第三章 流域水文模型在黄河中游的应用对比 52-82
    3.1 流域水文模型分类及其选择标准 52-54
        3.1.1 流域水文模型分类 52-53
        3.1.2 流域水文模型的选择标准 53-54
    3.2 集总式概念性流域水文模型 54-61
        3.2.1 澳大利亚水量平衡模型 55-56
        3.2.2 水文模拟模型 56-58
        3.2.3 萨克拉门托模型 58-59
        3.2.4 土壤湿度计算及演进模型 59-60
        3.2.5 水箱模型 60-61
    3.3 分布式流域水文模型 61-64
        3.3.1 SWAT分布式模型 61-63
        3.3.2 可变下渗容量模型 63-64
    3.4 黄河水量平衡模型的研制 64-67
        3.4.1 水源概化及模型计算原理 65-66
        3.4.2 模型计算过程 66-67
    3.5 模型的评价比选标准 67-69
    3.6 不同水文模型在三川河、清涧河流域的比较 69-80
        3.6.1 不同水文模型的一般性比较 69-72
        3.6.2 流域水文模型在三川河流域的应用比较 72-76
        3.6.3 流域水文模型在清涧河流域的应用比较 76-78
        3.6.4 流域水文模型的应用情况分析 78-80
    3.7 水文模型参数的不确定性分析 80-81
    3.8 本章小结 81-82
第四章 黄河中游大尺度水文过程模拟 82-101
    4.1 黄河水量平衡模型的验证 82-89
    4.2 模型参数的地域分布规律 89-90
    4.3 模型参数的区域率定 90-94
        4.3.1 黄河水量平衡模型与流域属性之间的物理关系 90-92
        4.3.2 模型参数的区域率定 92-93
        4.3.3 模型在无水文观测资料地区的应用检验 93-94
    4.4 参数网格化及大流域水文过程模拟 94-100
        4.4.1 产流单元的划分及相应雨量、参数的确定 95-97
        4.4.2 大尺度流域的汇流计算 97
        4.4.3 黄河中游大尺度区域的水文模拟 97-100
    4.5 本章小结 100-101
第五章 气候变化和人类活动对河川径流影响的定量分析 101-123
    5.1 径流变化成因分析方法 101-103
        5.1.1 长序列资料对比分析途径 101-102
        5.1.2 对比试验途径 102
        5.1.3 分项计算组合途径 102
        5.1.4 流域水文模拟途径 102-103
    5.2 分析方法 103-104
        5.2.1 气候变化和人类活动对径流影响的分离评判方法 103-104
        5.2.2 有序聚类分析法 104
    5.3 黄河中游典型支流径流变化的阶段性 104-106
    5.4 气候变化和人类活动对河龙区间典型支流河川径流的影响 106-112
        5.4.1 气候变化和人类活动对孤山川流域径流量的影响 106-109
        5.4.2 气候变化和人类活动对清涧河流域径流量的影响 109-111
        5.4.3 环境变化对三川河流域径流量的影响 111-112
    5.5 气候变化和人类活动对龙三区间河川径流的影响 112-116
        5.5.1 气候变化和人类活动对渭河流域径流量的影响 112-114
        5.5.2 气候变化和人类活动对汾河流域径流量的影响 114-116
    5.6 气候变化和人类活动对三花区间河川径流的影响 116-119
        5.6.1 气候变化和人类活动对伊洛河流域径流量的影响 116-117
        5.6.2 气候变化和人类活动对沁河流域径流量的影响 117-119
    5.7 气候变化和人类活动对黄河中游径流量的影响 119-120
    5.8 气候变化和人类活动对黄河中游不同区间径流量影响的比较 120-121
    5.9 本章小结 121-123
第六章 气候变化对黄河中游水文水资源的影响 123-135
    6.1 气温变化对蒸发能力的影响 123-126
        6.1.1 资料收集与整理 123-124
        6.1.2 黄河中游气温与蒸发能力的关系 124-125
        6.1.3 黄河中游气温变化对蒸发能力的影响 125-126
    6.2 气候模型输出结果与实测结果的比较 126-127
    6.3 气候变化对黄河中游径流量的影响 127-130
        6.3.1 径流变化敏感性的定义 127
        6.3.2 黄河中游各区间径流对气候变化的敏感性 127-130
    6.4 三川河流域水文变量对气候变化的响应 130-133
        6.4.1 不同径流组成对气候变化的敏感性 130-131
        6.4.2 气候变化对径流年内分配的影响 131-132
        6.4.3 不同气候情景下土壤湿度的变化 132-133
    6.5 本章小结 133-135
第七章 结论与展望 135-140
    7.1 主要研究成果 135-138
    7.2 需要进一步研究的问题 138-140
参考文献 140-147
博士研究生学习期间的工作 147-151
    主持或参加完成的科研项目 147
    奖励情况 147-148
    发表论文及著作 148-151
致谢 151