尼尔基水库运行后对下游水文情势的影响研究

摘要

近年来，人类活动对全球水循环系统的影响越来越大，人类对河流的开发和依赖越来越强。在改造河流的众多工程措施中，修筑大坝是最为重要的活动之一。尼尔基水库坝址以上控制流域面积占嫩江流域总面积的22.4％，多年平均径流量占嫩江流域的45.7％。尼尔基水库的运行对嫩江下游河道的径流、泥沙、水质等产生了重大影响，分析其影响效果对了解尼尔基水库运行产生的环境效应具有重要意义。本研究采用SWAT模型及HIMS系统对嫩江流域进行了径流模拟，同时考虑气候变化的影响，分析尼尔基水库运行对下游径流的影响。主要结论包括以下几个方面:
　　(1)以尼尔基水库建设前时期（1980-2000年）作为无水库时期，尼尔基水库运行时期（2007-2013年）作为有水库时期，采用SWAT模型，构建了嫩江流域两个时期的分布式水文模型。结果表明:同盟站、江桥站、大赉站的月径流模拟的效率系数和相关系数均能满足要求，除大赉站的相对误差较大外，模型的模拟效果基本能满足要求。
　　(2)采用HIMS系统，自行构建水库计算模块，同样对嫩江流域无水库时期和有水库时期进行月径流模拟。结果表明:同盟站、江桥站、大赉站的月径流模拟值的效率系数和相关系数均能满足要求，且HIMS系统的模拟效果略优于SWAT模型。
　　(3)基于嫩江流域1980-2013年的气象数据，采用泰森多边形法和Mann-Kendall法对流域的气候变化趋势进行分析，可得:嫩江流域的气温呈逐年上升趋势，降水量呈逐年减少趋势，流域北部的气候变化趋势较为明显。
　　(4)以嫩江流域气候变化趋势为依据，构建气温增加0℃、1℃、2℃，降水量减少0％、10％、20％，相互组合共9种气候情景，采用HIMS系统对嫩江流域进行径流模拟，分析尼尔基水库运行和气候变化对径流的影响。由模拟结果可得:径流量与气温变化呈负相关关系，与降水量变化呈正相关关系，尼尔基水库的运行对距离最近的同盟站影响最大，从整体上看，水库的运行能有效缓解气候变化对下游径流的影响。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．1．1 水库对下游水文情势的影响

1．1．2 SWAT模型研究现状

1．1．3 HIMS系统研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．1．4 研究内容

1．1．5 技术路线

第2章 研究区域概况及模型介绍

2．1 流域概况

2．2 水库概况

2．3 水库对下游水文情势影响分析

2．4 模型介绍

2．4．1 SWAT模型

2．4．2 HIMS系统

3．1 DEM数据

3．2 土地利用数据

3．3 土壤数据

3．4 水文气象数据

第4章 研究区径流模拟及结果分析

4．1 SWAT模型

4．1．1 模型的构建

4．1．2 参数敏感性分析及率定

4．1．3 模型结果分析

4．2 HIMS系统

4．2．1 模型的构建

4．2．2 水库模块构建

4．2．3 参数率定

4．2．4 模型结果分析

4．3 本章小结

第5章 气候变化情景下水库对径流的影响研究

5．1 嫩江流域气候变化分析

5．1．1 气温变化分析

5．1．2 降水变化分析

5．2 气候情景建立与模拟结果分析

5．3 本章小结

6．1 结论

6．2 创新点

6．3 展望与不足

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢