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水文与水资源工程论文范文参考 水文与水资源工程毕业论文范文[精选]有关写作资料

主题:水文与水资源工程 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-04-02

水文与水资源工程论文范文

水文与水资源工程论文

目录

  1. 第一篇水文与水资源工程论文范文参考:变化环境下松花江流域水文与水资源响应研究
  2. 第二篇水文与水资源工程论文样文:雅砻江流域生态水文过程模拟及调水影响研究
  3. 第三篇水文与水资源工程论文范文模板:近50年来挠力河流域径流演变及驱动机制研究
  4. 第四篇水文与水资源工程论文范例:气候变化及人类活动对流域水资源的影响及实例研究
  5. 第五篇水文与水资源工程论文范文格式:陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究

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第一篇水文与水资源工程论文范文参考:变化环境下松花江流域水文与水资源响应研究

松花江流域是我国重要的粮食生产基地,也是我国湿地集中分布区之一.近年来,在气候变化和土地利用/覆被变化等人类活动的双重影响下,松花江流域水文过程与水资源时空分布发生了深刻的变化,对粮食安全、生态安全和经济社会发展构成了威胁.本文采用长期实测历史数据对过去50年松花江流域水文过程的时空演变特征进行了系统地分析,通过径流对降水和蒸散发的敏感性方法定量地评估了气候变化和人类活动对流域水文水资源的影响,并利用构建的流域SWAT模型对不同的土地利用情景和未来气候变化情景下水文过程进行预测,揭示了变化环境下松花江流域水文水资源的响应机制,提出了应对变化环境的流域水资源适应性管理策略,对松花江流域水资源综合管理与合理调配具有重要的理论与现实意义.研究主要取得以下成果:(1)过去50年松花江流域水文气象要素变化特征采用Mann-Kendall等方法对松花江流域内37个气象站和33个水文站1960~2009年的历史数据分析发现,松花江流域多年平均气温为3.48℃,整体上以0.41℃/10a的速率显著上升,流域多年平均降水量为562.9mm,年代际上表现出减小-增大-减小的波动变化,整体上以5.8 mm/10a的速率减少,松花江流域内多数水文站点的年径流和最大、最小月径流在过去50年中呈现减少的趋势,空间上,松花江干流区的下降趋势较为显著,季节而言,春季径流的下降趋势更加明显,与1990年前相比,松花江流域年径流减少,径流年内不均匀性增加,干流水文站点的流量历时曲线表明,1990年后,多数站点高水减少、低水增加,由于流域内降水集中在夏季和秋季月份,因此,年径流与夏、秋季的降水量的正相关性更大.(2)气候变化与人类活动对径流影响的定量评估结合滑动t检验和降水-径流双累积曲线的结果,判定1974年为松花江流域径流变化的突变年份,因此,将研究时段分为两个时期:1960~1974,人类活动影响很小的天然时期,1975~2009,大规模土地利用和水利工程建设发生的人类影响期.径流对降水和蒸散发敏感性方法的研究结果表明,气候变化和人类活动对径流变化的贡献率随着时间和空间变化.气候变化是导致1975~1989年第二松花江上游和松花江干流区径流减少(63%~65%)和1990~1999年嫩江流域径流增加(85%~86%)的主要原因,其他时期则主要是人类活动起到了主导作用,空间上,人类活动对径流变化的影响在下游区更大,且上游人类活动对径流的减少作用在过去20年有所增加.(3)土地利用变化对径流的影响分析-以嫩江为例选取土地利用变化明显的嫩江流域作为研究对象,分析土地利用变化对径流的影响.结果表明:嫩江流域主要土地利用类型为旱地、林地、草地和沼泽.总体上,1975~1986年和1996~2000年土地利用变化更为明显.不同情景下径流特征有所差异.地表径流在旱地情景下最大、林地或沼泽情景下较小,地下径流量的规律为:林地>,草地>,旱地>,沼泽和水田.土地利用恢复到1975年、1986年和1996年状态下,各月平均流量均有所增加,各极端情景下径流年内分配差异较大.流域全为湿地时不同历时条件下的径流均最小,其他四种情景下,丰水期流量耕地(旱地和水田)>,草地>,林地,枯水期,林地>,旱地和草地>,水田.湿地具有一定的径流调节作用,随着湿地面积的萎缩、水位的下降,湿地调节径流的作用下降,流域平均流量和最大流量增加.(4)未来气候变化情景下松花江流域径流预估未来气候情景下,2020~2049年流域平均气温较基准期有所增加,且RCP8.5情景升温幅度更明显,空间上,以嫩江和松花江干流区的升温幅度更大.温度在未来30年表现出明显的增加趋势,且RCP4.5情景下增加速率更大,空间上,以嫩江流域增温最快.与基准期相比,RCP4.5和RCP8.5情景下嫩江降水少量减少、第二松花江有所增加,而松花江干流在RCP4.5情景下少量减少,RCP8.5情景下少量增加,松花江流域降水量在2020~2049年呈下降趋势,而不同子流域内变化趋势不同.径流模拟结果显示,大赉、扶余和佳木斯水文站年平均流量在未来30年呈下降趋势,径流深年代间逐渐减少.与基准期相比,RCP4.5和RCP8.5情景下嫩江流域、松花江下游控制水文站年径流量分别减少33%~38%和16%~24%,而第二松花江年径流量增加了17.7%和9.7%.最后,针对松花江流域水资源现状以及变化环境下水资源存在的不确定性,提出变化环境下的松花江流域水资源适应性管理对策.


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第二篇水文与水资源工程论文样文:雅砻江流域生态水文过程模拟及调水影响研究

在水资源管理中水文模型是一种有力的工具,水文模型一直是水文水资源领域的研究热点,其先后经历了经验性、概念性、物理性模型的发展过程,现阶段以具有物理机理过程的分布式水文模型为发展方向.随着环保意识的提高和可持续发展的需要,越来越有必要考虑生态与水之间的相互作用和响应.如何把生态过程融合到水文过程中,并建立一种生态水文模型用以解决面临的与水相关的生态问题成为研究人员关注的重点.本次研究在相关研究现状基础上,试图在流域尺度上通过对流域生态水文过程内涵和驱动机制的分析,提出流域生态水文模型建立的耦合模式,并以雅砻江流域为实例,结合雅砻江调水工程,利用模型分析调水工程对调水区的影响.最后采用主因素分析方法和模糊优选方法,结合模型探讨了调水工程的方案选择.主要结果和结论如下:

(1)采用统计学的方法对研究区的降雨、径流和气温特征进行了分析,并研究了调水后对相关下游河流的影响,利用空间分析技术对下游重点区域沼泽湿地受调水工程的影响进行分析.研究区的降雨年际变化较小,年降雨量范围为500-750mm,多年平均降雨量为630.8mm,没有明显周期性特征;径流年际变化不大,年内径流分布不均,道孚水文站流量有增加的趋势;区域气温有上升趋势,年均气温范围为-6.7℃-9.1℃,并且气温从北到南逐渐升高,北部气象站的变异特性较南部大;调水后坝址下游水文情势将发生变化,在不同水平年,甘孜、朱巴、道孚及雅江断面流量将会减小.若各月调水比例一致,将会导致在非汛期出现断流的情况,其中在枯水年表现严重,但在汛期调水后各断面仍保有较大的下泄流量;调水后下游沼泽湿地的影响将不大,研究区内的沼泽湿地大都远离河道,河道内的水量的减少对无水力联系的沼泽湿地影响不大.

(2)通过分析流域生态水文过程的内涵和驱动机制,提出了流域生态水文模型的耦合方式,并根据相关的基础理论,构建了流域生态水文模型.以雅砻江流域为例,以已有观测系列年1976-1990年数据对模型的最大储留深、曼宁糙率、土壤饱和导水系数、含水层导水系数、土壤导水率、河床材料透水系数、相对湿度和气孔开度等8个参数进行了率定,率定后四个水文站断面流量实测和模拟结果显示相对误差为1.37%-5.79%、相关系数为0.91-0.93、纳什效率系数为0.82~0.88,满足模型下一步验证的要求.采用1991-2000年的观测数据进行了验证,结果显示四个水文站断面流量经过校验后相对误差范围2.97%-7.83%,相关系数0.91-0.94,纳什效率系数为0.89~0.93,模型经过校验后符合应用的基本要求.

(3)利用流域生态水文模型分析雅砻江调水工程对调水区生态环境的影响,以及对干旱河谷、卡莎湖以及河道内典型鱼种受调水工程的影响.甘孜、朱巴、道孚三个断面的计算结果显示,水深、河宽、流量、流速会受到不同程度的影响.但在不同时期表现不一致,在汛期要比非汛期影响大,对流量、流速的影响大于对河宽和水深的影响.调水对汛期的流量、流速的影响程度范围为24.33%~55.6%,在非汛期的影响程度范围为15.12%~34.78%.对河宽和水深的影响程度范围为3.1%~28.16%.基于对干旱河谷分布的分析,干旱河谷所需的生态水量在非汛期占多年径流量的20.88%~52.19%,调水会对其产生较大的影响.调水区内的卡莎湖在枯水年,月净损失水量均为正值,其中在四月份损失最大达到19.35万m3.卡莎湖年损失量占湖泊入流量的3%,故卡莎湖受到调水工程的影响不大.典型鱼种裂鳆鱼在调水后生境面积会由于流量和流速的变化会产生较大的影响,利用PHABSIM模块计算其加权栖息地面积范围降低了58.23%~71.94%,影响程度较大,需要在调水运行过程中考虑对生物生境的补偿.

(4)针对不同的调水方案利用模糊优选方法提出了不同条件下方案的选择.采用主因素方法分析了流域生态环境影响的因子,从水文、水力和生态三个方面建立了反应流域生态水文环境的指标体系,并探讨了指标的敏感性.通过改变调水量和调水过程,共设计了五个调水方案供试验研究.从调水规模和调水过程上分析,选择方案选择应以少调水为佳,目前调水规模为56.5亿m3,可以考虑调水50亿m3,调水过程中尽量选择在汛期调水,调水比例上可以考虑汛期和非汛期比例为7:3.

第三篇水文与水资源工程论文范文模板:近50年来挠力河流域径流演变及驱动机制研究

径流是水循环研究中的重要对象,同时也是极为复杂的内容,一直是水文与水资源研究领域内的难点.由于径流过程与生态过程的相互影响极为明显,因此径流成了水文生态学或生态水文学的重要关注焦点,受到科学家的高度重视.流入湿地径流量的减少以及径流过程与天然状况下的时空变化差异导致了湿地结构改变与功能的退化,是径流影响生态过程的一个典型现象.以流域为单元,识别影响径流的变化因子并阐明其驱动机制,综合调控人为影响因子,合理利用自然因素,基于水文过程来恢复湿地生态过程具有科学和实践意义.

径流变化是流域水文过程变化的关键.流域面上径流的产汇流过程决定了河流水位、流速与流量的变化过程,进而影响流域各类生态系统物质和能量的输入与输出,所以径流能在较大程度上影响流域生态安全格局的走向.流域径流的演变对流域内自然因素变化和人为活动影响能作出客观的响应,但这种响应,既存在一定的累积性,同时也表征出一定的突变性.

挠力河流域面积为24,863km2,作为中国黑龙江省三江平原最大流域和沼泽分布区域.挠力河流域湿地水文演变过程已对人类活动作出了明显的生态响应,也反映了中国东北三江平原干旱化发展趋势.研究该流域内径流的演变特征以及各关键驱动因子的驱动机制,极具有典型性和代表性,对今后科学地配置该流域甚至整个三江平原水资源具有重要的现实意义.

本研究分析了挠力河流域内4个不同水文站控制集水区域内下垫面的变化过程,并结合降水、蒸发、气温和地下水位等变化因子,分析影响了径流变化的主要因子及其未来的趋势.分析了各水文站控制集水区域内径流对各自影响因子的响应特征,基于挠力河流域分析了径流的演变的时空规律,根据径流天然-人工二元演化理论,阐明了北方寒区有湿地保护目标的流域,如何实施有效的可持续水资源调控机制.

本研究得出挠力河流域径流演变特征主要体现在:(1)自1961年至2005年的45年期间,挠力河菜咀子水文站月平均水位在不同年代表征出一个明显的下降趋势.年平均水位自1960~1969年的96.63m下降到2000~2005年的平均水位95.59m,下降幅度达1.04m.挠力河菜咀子水文站月平均水位自1961年至2005年表现出明显的下降趋势.此外,挠力河菜咀子水文站日最高水位与日最低水位也表现出一个下降的趋势;挠力河菜咀子水文站最高水位与最低水位之间的变化幅度也表现出一个下降的趋势.总之,挠力河菜咀子水文站水位的变化表征出湿地水文过程在变弱,并对湿地结构与功能产生了负面影响.(2)进入挠力河流域湿地的年径流总量正在减少.挠力河及其支流出现连底冻的天数正在增加.水位在冻结季节下降幅度也在增大.挠力河流域湿地的贮水能力也在下降.(3)湿地区域地表水与地下水的水力联系十分紧密.在挠力河流域湿地区域地下水水位变幅明显大于地表水水位的变化.地下水水位的下降促进了地表水位的下降.近20年来,挠力河上游水稻田面积的扩大对湿地水文过程已产生了明显的负面影响.

本研究得出挠力河径流演变的驱动机制主要体现在:(1)挠力河流域湿地面积的减少和耕地面积的增加对径流深的减少有明显的贡献.尽管耕地面积与径流深和湿地面积与径流深的相关系数,小于年面降水量与径流深的相关关系,但径流深的变异已受到人类活动与不包括降水在内的其他因素的严重影响.(2)水库减少了进入湿地的径流总量,并削弱了挠力河流域下游的洪峰.(3)沟渠和堤防改变了径流的产汇过程.(4)冻土层的变薄和蒸发量的增加对径流深的减不和河流水位的下降也存在一定的贡献.

总之,挠力河流域径流深的变化已受到人类活动的极大干扰.全球气候变暖也对挠力河流域湿地水文过程演变具有一定的贡献.挠力河流域的干旱趋势在一定程度上代表了中国东北三江平原的现状,这已对湿地水文情势和生物多样性保护产生了不利影响.然而,因粮食安全是中国一个严重挑战,挠力河流域和三江平原商品粮基地建设将处于优先发展地位.因此,农业灌溉节水措施的采用和推广显得十分紧迫.适合湿地补供水与水量贮存的生态水利工程应当进行开发与设计.

本研究为开发挠力河综合流域管理,特别是恢复湿地水文过程,维持或改善湿地结构和提高湿地服务功能提供了科学依据.

第四篇水文与水资源工程论文范例:气候变化及人类活动对流域水资源的影响及实例研究

气候变化和人类活动影响是当前流域水文水资源演变规律研究的两大科学课题.水循环系统是气候系统的重要组成部分,而气候变化必然引起流域水资源的时空变化.人类活动对流域的水循环影响,一方面通过改变土地利用、以及修建大型水利工程等改变流域下垫面,破坏了流域内天然的产汇流机制;另一方面通过工农业取用水以及跨流域调水等活动直接影响流域水资源的时空分布.

当前流域水资源俨然已经发生巨大变化,气候变化和人类活动是两个主要的驱动因子,量化分析气候变化和人类活动对流域水文水资源的影响,对认知水资源演变规律和实现水资源可持续利用发展具有重要的实践意义.鉴于此,本文以东北地区两个流域为研究实例,以大尺度流域水文模型SWAT为基础,开展气候变化及人类活动对流域水资源的影响研究.本论文的研究内容和成果如下:

(1)流域水文气象要素变化特征分析.基于多种趋势检验方法和变点分析方法,分析了东北两个实例流域水文气象要素的变化趋势和变点,通过水文气象要素的特征识别,可以初步判断流域气候变化和人类活动影响的大小及变化特征.研究结果表明多种方法可以定性识别流域的降雨、温度等要素的变化特征.

(2)大尺度流域水循环模型SWAT构建.本文阐述了模型结构及其原理方法,并详细说明模型相应气象、土壤、土地利用、土壤等资料数据库构建,为下一步进行流域水循环模拟以及量化分析气候变化和人类活动影响研究提供有力支撑.

(3)针对历史气候变化和人类活动影响的贡献量化问题,提出一种基于SWAT的新的分项量化方法.该方法为削弱人类活动时期内降雨丰枯变化对分离气候变化和人类活动影响量的干扰,对长序列降雨、温度进行还原计算,利用长序列降雨、温度数据资料分析气候线性变幅,然后将年降雨的线性变化量根据年内月分配比例对实际降雨量序列逐年进行还原,依据各月份温度线性变化量对实际温度序列逐年逐月进行还原;构建有、无降雨和温度还原计算的SWAT模型,利用基准期数据资料进行模型参数率定,并分别模拟人类活动时期有、无降雨和温度还原计算的径流量,通过对比分析人类活动时期相对于基准期的还原和实际径流的相对变化量,分离出降雨丰枯变化量、气候变化量以及人类活动影响量,即可实现历史气候变化及人类活动对河川径流影响量化分析.本文以辉发河流域为研究对象,对模型方法进行了验证说明,结果显示本文提出的方法能够合理地评估气候变化和人类活动影响的贡献量.

(4)针对灌区农业灌溉用水人类活动影响量化问题,建立基于改进的SWAT灌区水循环模型.该模型在原模型基础上,修改了灌区水源灌溉模式、灌区田间水量平衡方程计算项、渠道渗漏计算以及水田灌溉制度,分别为泡田期和水稻生育期定义灌溉判断准则,在两个时期均可实现多水源灌溉模式;以浑太河流域灌区为研究对象,对改进后的灌区模型进行验证,通过重构有、无灌溉条件下的还原模拟,量化分析浑太河流域灌溉回归水量和灌溉影响比率,以及农业灌溉对灌区水循环要素的影响.

(5)为减弱单一气候模型预测的不确定性,本文提出基于贝叶斯加权平均(REV-BMA)的GCM多模式气候变化预测方法,并耦合SWAT大尺度流域分布式水文模型研究未来气候变化对流域水资源的影响.首先,利用自动降尺度方法(ASD)和距离倒数权重插值降尺度方法(IDW)分别对GCM模型(HadCM3、CGCM3、BCCR、CSIRO)进行降尺度,采用提出的REA-BMA方法计算多模型的可靠性因子,获得未来时期(2011~2040年)降雨、温度要素的加权变化量;然后,依据降雨、温度未来变化量对基准期(1961~2000年)实际降雨、温度数据进行比例缩放后作为SWAT模型输入,并构建未来气候变化对流域水资源影响的评估模型(REV-BMA-SWAT),最后,选取浑太河流域为研究对象,分析未来时期(2011~2040年)浑河干流上大伙房水库入库径流变化,以及浑太河流域水循环要素的相对变化状况,并与单一GCM模型、RVM模型以及基于历史趋势变化的模拟结果进行了比较分析.

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第五篇水文与水资源工程论文范文格式:陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究

我国西北部煤炭资源总体埋藏浅、厚度大、储量丰富,但地处干旱—半干旱地区,水资源整体匮乏、生态环境脆弱,随着我国煤炭开采的战略西移加快,煤炭资源开采与水资源保护的矛盾将日益突显.本文以毛乌素沙漠东缘与黄土高原接壤地带的陕北神南矿区为例,在水文地质调查的基础上,综合运用勘探和原位测试、室内实验、物理模拟和数值模拟、岩土力学和地下水动力学理论分析计算等手段,研究了矿区水文地质工程地质条件及其受采动影响的变化,浅埋大规模煤炭开采含隔水层结构变异、类型划分、空间分布及其对水循环的动态影响,提出利用采空区储水供水的“保水采煤”等技术措施.主要研究结论如下:

(1)通过大量水文地质补充勘探测试,查明了神南矿区水文地质条件及水资源赋存现状,认为神南矿区有较丰富的砂层潜水常年稳定补给地表水,为矿区生态用水的主要水源,形成了干旱矿区珍惜的“砂层潜水补给——沟网”生态环境,是“保水采煤”的主要保护对象.

(2)通过室内变水头渗透、X衍射、膨胀性、三轴渗透、原位双环注水、钻孔压(注)水等试验结合土体微观结构,阐释了煤层回采前后砂层潜水下伏离石组黄土和保德组红土渗透性及采动变异特征.揭示了煤层回采前,离石黄土和保德红土是砂层潜水的相对隔水层,为“保水采煤”的关键.基于离石黄土和保德红土受不同采动影响程度下(裂隙贯通区、边缘拉张区、中部压实区、整体移动区)隔水性及破坏后可逐渐恢复特性,提出矿区内受采动影响,整体隔水土层残余厚度40m为保持对砂层潜水隔水性的阈值.

(3)从导水裂隙、地表拉伸裂隙及开采沉陷三个方面量化分析了含隔水层结构采动变异受控因素.将含隔水层结构采动变异划分为三类,即渗漏变异、越流变异及沉降变异,并进一步将越流变异分为超限越流变异和有限越流变异,将沉降变异分为超限沉降变异和有限沉降变异,分析了不同采动含隔水层结构变异类型的水文地质特征和意义,认为渗漏变异和超限越流变异主要造成砂层潜水的漏失,有限越流变异和有限沉降变异主要造成潜水位波动,超限沉降变异主要造成砂层潜水侧向补给受阻而逐渐干涸.

(4)采用固液耦合物理相似模拟试验和地下水动力学,分析了含隔水层结构采动有限沉降变异对砂层潜水位动态影响机制,提出有限沉降变异和有限越流变异条件下砂层潜水下降及动态恢复过程的历时计算方法,认为区内有限沉降变异条件下1a时间砂层潜水位可基本恢复,得到开采实践的初步验证,并给出相应的生态环境响应特征及防治措施.

(5)在分析含隔水层结构采动渗漏变异和超限越流变异条件下各类水资源循环过程规律的基础上,研究了采空区储水水资源形成条件、储水特性和采空区储水量的极限及动态历时过程,提出利用采空区储水供水的“保水采煤”新模式,并通过实践检验其在技术、经济及生态上的可行性.

(6)基于不同采动含隔水层结构变异类型的水文地质特征,评价了神南矿区首采煤层开采对水资源的影响,预测了“十二五”末矿区水资源分布,提出了适宜的“保水采煤”技术措施,初步实现了煤炭资源与水资源的协调开采.

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