气候变化背景下九龙江流域水电梯级开发的水文响应

【摘要】：气候变化和人类活动引起流域水环境和水生态的显著变化。研究气候变化背景下流域水电梯级开发的水文效应具有重要意义,其结果可为流域水资源管理及其可持续发展提供支持。流域水资源的可持续利用需要对流域水电开发进行管理,但目前大多研究集中大型、特大型水库／水电站的研究,而对于更具有代表性的中小型水库／水电站开发的水文效应研究知之甚少。 本研究以流域中小型水电梯级开发的水文响应为主线,以水电开发强度大,中小型电站密度高的近海流域——九龙江流域为研究对象,利用M-K分析、小波分析、GCMs气候模式、IHA生态水文指数法及RVA分析方法对九龙江流域在气候变化背景下九龙江流域水电开发前后的水文变化进行研究分析,其主要结论如下： 本研究发现九龙江流域近年来受到人类活动特别是水电开发的扰动逐渐增强,其水文效应显著。近40年来九龙江流域Flashiness指数显著下降,基流指数显著上升。由于九龙江流域水电梯级开发,九龙江北溪、西溪的水文情势分别在2000年及1995发生的显著变化。近年来,由于降水、湿度的增加使的九龙江北溪和西溪的水资源总量增加了1.86%和3.06%。 近40年来九龙江流域气候变化明显,九龙江流域的年降水量近年来有所增加并呈上升趋势,暴雨事件发生的频率有所提高,这种增加趋势从沿海到内陆逐渐减弱。九龙流域径流量的变化周期性显著,存在一个以4-5年为周期的径流变化周期,其变化受ENSO变化的影响,但影响九龙江流域径流周期性变化的还是以降水的年际变化为主,其径流的年际变化显著。 九龙江流域受水电开发影响显著,水文变化特征明显。从总体来看,主要表现为径流的高、低变化。由于水电梯级开发,九龙江流域的七月至一月份的径流量有所上升而二月至五月份的径流有所下降。流域面积较小的九龙江流域西溪的月径流量变化对水电开发响应更为强烈,其月径流量变化更为剧烈。由于水电开发,导致了九龙江流域径流量变得更为均一,主要表现为年最小径流有所上升及年最大径流量有所下降,出现了湖库化现象。水电开发后,九龙江流域的极端径流事件发生的时间有所改变化,表现为极高径流事件发生时间的提前和极小径流事件发生时间的滞后。相比之下,九龙江北溪流域径流量高低脉冲特征变化显著。本研究进一步表明,九龙江流域生态径流管理需注意径流量及速率、频率的管理。 【关键词】：气候变化 水电开发 水文变化 生态流量管理
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV12;TV212
【目录】：

• 目录4-8
• Contents8-12
• 摘要12-14
• Abstract14-16
• 第1章 绪论16-22
• 1.1 研究背景16-18
• 1.2 研究意义18-19
• 1.3 研究目标、内容及技术路线19-20
• 1.3.1 研究目标19
• 1.3.2 研究内容与技术路线19-20
• 1.4 论文结构安排20-22
• 第2章 国内外研究综述22-29
• 2.1 气候变化分析22-24
• 2.2 流域水电开发的研究24-25
• 2.3 研究方法综述25-27
• 2.3.1 气候变化与人类活动影响的识别方法25-26
• 2.3.2 气候变化分析方法26-27
• 2.3.3 流域水电开发的研究27
• 2.4 研究存在的问题27-29
• 第3章 研究区概况、数据来源及研究方法29-45
• 3.1 研究流域概况29-35
• 3.1.1 九龙江流域自然概况30-35
• 3.1.2 九龙江流域人类活动强度35
• 3.2 数据及资料来源35-36
• 3.2.1 气象水文及恩索指数数据35-36
• 3.2.2 GCMs数据36
• 3.3 研究方法36-45
• 3.3.1 气候变化与人类活动影响的识别37-38
• 3.3.2 气候变化分析方法38-42
• 3.3.3 流域水电梯形开发分析方法42-45
• 第4章 九龙江流域气候变化和水电开发的水文效应识别45-51
• 4.1 指标选择及数据处理45
• 4.2 人类活动强度分析及潜在变点分析45-47
• 4.3 气候变化、人类活动对九龙江水资源总量的影响47-48
• 4.4 讨论48-49
• 4.4.1 人类活动强度分析48-49
• 4.4.2 九龙江流域水资源量的变化49
• 4.5 管理启示49
• 4.6 本章小结49-51
• 第5章 九龙江流域气候变化的水文效应51-66
• 5.1 气候变化特征及其水文效应51-56
• 5.1.1 气候变化特征分析51-54
• 5.1.2 恩索循环对流域水文的影响54-56
• 5.2 基于GCMs降尺度模式的气候变化情景分析56-62
• 5.2.1 GCMs降尺度模式的构建和验证56-58
• 5.2.2 基于HadCM3模型的气候情景分析及其对流域水文条件的影响58-62
• 5.3 讨论62-64
• 5.4 管理启示64
• 5.5 本章小结64-66
• 第6章 九龙江流域水电开发的水文效应66-76
• 6.1 九江江流域生态水文变化66-70
• 6.1.1 九龙江流域生态总体径流变化66-67
• 6.1.2 月径流量量变化67-68
• 6.1.3 极端径流事件分析68-69
• 6.1.4 径流高低脉冲变化69
• 6.1.5 径流速率和频率变化69-70
• 6.2 基于RVA方法的生态流量管理70-71
• 6.3 讨论71-74
• 6.3.1 九龙江流域环境流域总体变化71-72
• 6.3.2 月径流量变化72
• 6.3.3 极端径流事件72-73
• 6.3.4 高低脉冲及速率和频率变化73
• 6.3.5 九龙江流域生态径流管理73-74
• 6.4 管理启示74
• 6.5 本章小结74-76
• 第7章 结论与展望76-78
• 7.1 结论76-77
• 7.2 创新点77
• 7.3 展望77-78
• 参考文献78-89
• 硕士学习期间参加课题与论文发表情况89-90
• 致谢90

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