大清河流域可利用水资源量演变规律研究
本文选题:变化环境 + 地表水资源量 ; 参考:《河北工程大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着经济社会的高速发展,各地对水资源量的需求呈逐年上升趋势,水资源供需矛盾日益加剧。本文以大清河流域为研究对象对流域可利用水资源量演变展开分析研究,该研究可以为当地水资源的优化配置提供技术支撑,具有一定的理论价值和实际应用价值。 本文结合SWAT和现代水资源评价技术,从水资源演变规律出发,整体识别降水、地表水资源量和可利用水量等的演变,逐级反映变化环境对流域可利用水量的影响。研究采用近年来使用较多的扣损法计算可利用水资源量。即:地表水资源量扣除河道生态需水量和难以利用水资源量。最后通过突变法确定基础序列并对比要素前后变化,分析变化环境下,水文气象要素的演变情况。在以上理论基础和评价结果的支持下,提出基于水资源系统的集合应对措施。 本文研究的主要内容如下: 由于本文需要的时间序列资料为1957~2000年,在资料相对较少的情况下,本文选取SWAT模型,对大清河流域地表径流量进行模拟,得到多年平均地表水量为19.29×108m3。水文气象要素的演变规律分析主要包括趋势性、周期性和突变性。趋势性采用线性倾向估计法和滑动平均法,周期性采用小波周期分析法,突变性采用Mann—Kendall突变法,利用Matlab软件进行分析。 1957~2010年大清河流域多年平均降水量为527mm,在显著水平0.05下,降水量下降趋势明显,下降速率为2.53mm/a。流域降雨量主周期为27年,突变时间集中出现在1979年左右。 1957~2000年大清河流域多年平均降水直接消耗量为494.11mm,得到降水直接消耗量所占比例为增加趋势,说明多年来降水消耗量是增加的。降水消耗量主要受温度影响。因此本文也对大清河流域1957~2010年流域温度进行分析,发现流域温度主要为(减-增)趋势,折点出现在1970年左右,流域温度整体呈现升高趋势,上升速率为0.44℃/10a,在显著水平0.05下,上升趋势明显,远远高于全国温度上升速率。 本文研究选定六个水文站径流量进行分析,除安各庄外,其他各测站径流量均呈现不同程度的减少趋势,且通过显著水平0.05的检验,其中王快水库多年径流量下降速率最高为1.05×108m3/10a。安各庄水文站年径流量为上升趋势,上升幅度不大,在显著水平0.05下,上升趋势不明显。 本文采用4种方法(Tennant法、90%保证率法、近十年最枯月流量法、典型年最小月径流量法)设计5个方案计算大清河流域河道生态需水量,计算得河道多年平均生态需水量为1.42×108m3,其中最大值为2.3×108m3,最小值为0.43×108m3。利用Matlab软件分析各代表断面实测径流的突变时间,突变前为基础序列,得多年平均被挤占河道生态需水量为0.87×108m3,被挤占41%。本文利用统计学方法计算大清河流域1957-2000年多年平均难以利用的水资源量为3.24×108m3,为地表水资源量的16.8%。 经计算流域多年平均可利用水资源量为14.75×108m3,多年序列呈现明显下降趋势,在显著水平0.05下,下降趋势明显。 最后基于要素过程解析的归因识别方法对大清河流域国民经济可利用水资源量进行归因分析,利用SPSS软件进行多因素的相关关系分析,发现难利用水量、降水直接消耗量和可利用水资源量均与降水量显著相关。变化环境下,全流域降雨量影响前的多年均值为564.43mm,影响后降水量下降为500.61mm,下降了12.7%。基础序列多年平均难以利用水资源量为4.08×108m3,影响后为2.58×108m3,减少36.8%。基础序列多年平均河道生态需水量为2.14×108m3,影响后为1.27×108m3,减少0.87×108m3,下降40.6%。综上所述计算,流域多年平均可利用水量影响前为17.79×108m3,影响后为10.78×108m3,可利用水量明显减少39.4%。
[Abstract]:With the rapid development of social economy, the demand for water resources is increasing year by year, the contradiction between supply and demand of water resources is increasing. This paper takes the Qinghe River as research object the amount of available water resources of the basin evolution analysis research, this research can provide technical support for the optimization of local water resources, has a certain theoretical value and practical application value.
Based on the evaluation of water resources and modern SWAT technology, from the evolution law of water resources of the overall recognition of precipitation, surface water resources and water utilization by evolution, reflect the changing environment of the basin water can be used. The influence of the deduction method is widely used in recent years to calculate the amount of available water resources. Namely: the amount of surface water resources and river ecological water need to deduct the utilization of water resources. Finally determine the changes before and after the base sequence and compare elements through mutation method, analysis of the changes of environment, the evolution of hydrological and meteorological elements. In the above theoretical basis and evaluation results, put forward measures to deal with the collection of water resources system based on.
The main contents of this paper are as follows:
Due to the time series data of the need for 1957~2000 years, in relatively few cases, this article selects the SWAT model of the Daqinghe River basin runoff simulation, obtained mainly includes the trend of evolution of the average surface water is 19.29 * 108m3. hydro meteorological factors, periodicity and abrupt trend of using. The linear trend estimation method and moving average method, the wavelet analysis method of periodic cycle mutation by Mann - Kendall mutation method, were analyzed using Matlab software.
The average rainfall of 1957~2010 years in the Daqinghe River Basin is 527mm, at the 0.05 significance level, the precipitation decreased significantly, decreased rainfall rate is 2.53mm/a. the main period of 27 years, mutation time appeared in about 1979.
1957~2000 years in the Daqinghe River Basin average rainfall direct consumption is 494.11mm, the precipitation of direct consumption proportion was increased, indicating the years precipitation consumption increased. Precipitation consumption is mainly affected by temperature. So this paper on the 1957~2010 years of Qinghe River Basin temperature analysis, found the river basin temperature mainly (decrease - increasing) trend, turning point appeared in 1970, the whole basin temperature increased, the rising rate of 0.44 DEG /10a, at the 0.05 significance level, rise significantly, the temperature rise is far higher than the national rate.
This study selected six hydrological stations runoff analysis, in addition to an Ge Zhuang, other stations runoff showed different degrees of decline, and by examining the 0.05 significant level, the years of Wangkuai reservoir runoff decline rate of up to 1.05 * 108m3/10a. an Ge Zhuang hydrological station annual runoff rise the trend, rising slightly, at the 0.05 significance level, the trend was not obvious.
The 4 kind of method (Tennant method, 90% guarantee rate method, nearly ten years the driest month flow method, the typical year minimum monthly runoff method) river ecological water demand in river basin 5 schemes design calculation, calculation of the average years of river ecological water requirement is 1.42 * 108m3, the maximum value is 2.3 * 108m3 the minimum value is 0.43 * 108m3., Matlab software is used to analyze the representative section of the measured runoff mutation time and mutation based sequence for many years ago, the average was diverted to the ecological water requirement of the river is 0.87 * 108m3, the amount of water resources are diverted to 41%. using statistical methods for calculating 1957-2000 years on average to use the Daqing River Basin is 3.24 * 108m3, as the amount of surface water resources 16.8%.
By calculating the multi-year average amount of available water resources is 14.75 * 108m3, the sequence of years decreased at 0.05 significant level, the downward trend is obvious.
The final attribution recognition method based on the analysis of the factors in the process of national economy in the Daqinghe River Basin water use volume attribution analysis, correlation analysis of multi factors using SPSS software, find it difficult to use water, precipitation directly consumed and the amount of available water resources were significantly correlated with precipitation. Under the changing environment, the annual average rainfall effect of the whole basin before 564.43mm, after precipitation decreased to 500.61mm, down 12.7%. based sequence average difficult to use water resources quantity is 4.08 * 108m3, after the effects of 2.58 x 108m3, reduced 36.8%. base sequence average ecological water requirement is 2.14 * 108m3, after the effects of 1.27 x 108m3, reduce 0.87 * 108m3, 40.6%. decreased in calculation, annual mean water can be used before is 17.79 * 108m3, after the effects of 10.78 * 108m3, can use water significantly reduced 39.4%.
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TV213
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1 记者 傅菁 特约通讯员 纪良志;长江流域水文共谋改革发展[N];人民长江报;2007年
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4 ;太湖水文:为流域经济发展提供支撑[N];中国水利报;2007年
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,本文编号:1764660
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