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150409字博士毕业论文不确定性水文模拟及流域管理模型探讨

论文类型:博士毕业论文
论文字数:150409字
论点:流域,水文,径流
论文概述:

本文是优秀博士论文,本文分析了香溪河流域气象水文统计变量的趋势变化特征。

论文正文:

第一章绪论

如上所述,盆地是一个复杂的系统结构,系统组成多样,组成部分之间的相互作用强烈。这些条件无疑增加了盆地系统研究的难度。伴随而来的不确定性也是流域系统研究中不可避免的问题。在以往的流域模拟和规划中,流域水文环境因素的时间序列分析和观测记录的统计特征能够有效反映不确定性,预测未来水文环境因素的变化,获得工程设计风险和重要事件的重现期。然而,在当前不断变化的环境下,流域水文环境因素发生了不一致的变化,传统的分析方法已不能满足未来预测和工程设计的精度要求。同时,不确定性流域模拟与规划管理模型有望弥补传统流域研究方法对系统理解的不足。通过对流域系统研究中不确定性的评估和量化,为稳健的流域发展规划和风险决策提供保障。因此,本文的主要研究目的包括:识别流域系统水文环境因子的变化特征,评价流域模拟的不确定性,建立能够反映三峡水库流域特征的流域水文模型,开展不确定条件下的流域管理模型研究。目前,水文模型广泛应用于科学研究和工程应用。科学研究应用包括假设检验、增加对系统的理解和延长观测数据之间的时间。几乎所有模型都是一个领域或领域内的过程和行为的副本。它们的存在主要是因为我们期望获得在特定时间和地点无法测量的水文信息。
……

第二章[流域降雨径流时间序列分析/br/]
2.1引言
然而,三峡库区降雨径流趋势研究仍存在不足。主要表现为:(趋势研究更多地反映在整个库区的变化上,对流域层面的水资源管理还没有起到有效的指导作用;(水文和气候变量的趋势分析应在当地进行,而不是在区域范围内进行,因为不同地点的趋势变化可能有很大差异,特别是在气象和水文因素变化相对较大的三峡库区空;(一)大量趋势分析和研究是分年度进行的,仍然缺乏月、季、年降雨径流各种统计数据的趋势检验分析;趋势分析更侧重于趋势测试,而趋势的深入分析仍然不够。此外,还没有系统地报道各种检测方法的比较研究。因此,本章采用多种趋势检测和分析方法,对二峡库区代表性流域香溪河流域降雨径流时间序列的趋势变化进行深入研究,进一步分析和探讨香溪河流域降雨径流关系及趋势的成因。

2.2研究区域和数据
近年来,香溪河流域工业的快速发展,特别是磷矿等资源的大规模开发,导致大量污染物排入水体。此外,农牧业等非点源污染未得到有效及时控制,香溪河污染严重。特别是三峡水库蓄水后,河水流速缓慢,容易在回水区域形成污染带,大大降低了环境容量。另一方面。近年来,流域内大力开展水土流失综合治理,水土流失防治监督取得了一定成效。此外,多年来天然林保护工程和退耕还林工程的实施,使全县水土流失总体形势明显好转。坡耕地和园地是管理的重点和难点。建设项目和其他活动的发展加剧了水土流失的发展。水土流失防治的任务仍然很重。坡耕地、园地和疏林地表土流失,土壤肥力逐年下降,土层变薄,土壤质地变粗,导致土地生产力下降,水土保持和生态保护功能减弱,对农林生产的可持续发展产生了负面影响。

第三章基于流域划分的分布式水文模拟.........38
3.1导言……38
3.2研究领域概述........39
33水文模型和模型设置……40
第四章基于贝叶斯理论的水文模型不确定性评估……66
4.1导言……66
4.2贝叶斯不确定度评估方法........67
第5章分布式水文模型……87
5.1导言……87
5.2示范发展框架...................87

第7章不确定流域土地利用优化管理模型

7.1导言
土壤入侵是目前最普遍的流域环境问题之一,对世界经济和社会发展产生了重大负面影响。土壤蜡烛入侵不仅会导致土地退化和粮食减产,还会导致下游水体环境质量的恶化。移动的沉积物通常携带营养物、杀虫剂、有毒化学品和其他污染物,导致额外的水环境质量问题。在中国,土壤蜡烛广泛分布在全国各地,特别是长江、黄河、珠江和海河等七大流域的上中游。研究发现,土壤蜡烛是河流泥沙负荷、生境退化和生态破坏等环境问题的主要原因。此外,土壤侵蚀及其环境影响的综合作用使得修复退化的自然资源越来越困难。因此,如何平衡经济发展与水土流失治理之间的关系是地方决策者面临的最紧迫的问题之一。土地利用变化已证明,它在减少土壤侵蚀方面发挥着重要作用。因此,优化土地利用管理可以为满足水土流失治理和土地利用可持续发展的迫切需要提供有效途径,并可以最大化系统的净收入。

7.2[模型开发公司/br/]同时,政府鼓励流域内的农业活动和植树造林,这种鼓励也作为政府补贴纳入规划目标。此外,流域系统中的各种约束必须反映在土地利用规划模型中。其中,土地利用的适宜性和环境容量是两大制约因素。土地利用的适宜性是根据社会经济和生态环境条件以及决策者的偏好确定的未来土地利用的适宜空模型。此外,必须仔细界定土地利用类型之间的转换,以控制可能的土地利用变化,避免不符合现实的土地利用发展。土壤入侵蜡烛携带大量营养物质进入水体,不可避免地会导致水环境质量的下降。因此,流域内的每个子区域和整个流域必须有相应的土壤污染许可标准。同时,土地利用规划还应满足地方政府总体流域规划对土地利用需求的强制性约束。
……

第八章结论和前景

因此,流域水文循环和规划模型的研究也面临严峻挑战,迫切需要有效描述流域系统的复杂性和不确定性。本文以流域为研究对象。从气象水文变化、水文模型和流域管理的不确定性出发,通过趋势分析、不确定性评估以及水文模型和流域管理模型的发展,阐述了变化环境下流域气象水文趋势特征、不确定性水文模拟和流域规划管理模型的研究方法和应用。主要研究结论如下:
(1)分析了香溪河流域气象水文统计变量的趋势变化特征。香溪河流域除9月降雨量显著减少外,降雨量无明显变化趋势。香溪河平均径流量和枯水径流统计量明显减少。尽管高径流统计数据也趋于减少,但统计检验并不显著。此外,枯水径流趋势的出现早于枯水径流统计,1989年以后,枯水径流统计基本跃升。因此,1989年流域降雨与径流的关系发生了变化。这些现象主要是由人类活动造成的,特别是流域内水利工程的大量建设,极大地改变了流域的水文状况。
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参考文献(省略)