降雨和下垫面对河流月径流的响应

论文总字数：14036字

摘 要

对淮河流域的月径流进行时空变化分析，并通过与气象和下垫面因子的相关性分析，确定影响月径流时空变化的相关要素，研究结论对淮河流域的水文变化有一定的指导意义。本论文主要基于2005-2010年淮河流域各水文站点的径流数据、降水数据、气温数据和下垫面数据，利用相关性分析和逐步回归分析方法分析淮河流域月径流与各因子的相关性并对月径流状况进行预测分析。结果表明：1）在流域内，月径流量从1月开始逐渐增加，在7月达到最大值，之后开始下降，变化趋势与气温和降水状况趋于一致。2）在不同流域间，月径流的变化趋势一致，但不同流域间的径流大小存在差异，主要受不同流域间土壤饱和导水率不同的影响。

关键词：降雨，下垫面，淮河，径流

Abstract：This paper analyzes the time and space changes of monthly runoff in the Huaihe River basin, and determines the relevant factors that affect the time and space changes of monthly runoff through correlation analysis with meteorological and undersurface factors, and the research conclusions have certain guiding significance for the hydrological changes in the Huaihe River basin. This paper is mainly based on runoff data, precipitation data, temperature data and bottom surface data of every hydrological station in the Huaihe River basin from 2005 to 2010. The correlation between monthly runoff and factors in the Huaihe River basin is analyzed by correlation analysis and gradual regression analysis. The results showed that: 1) Within the basin, the monthly runoff gradually increased from January to a maximum in July, and then began to decline. The trend of change tends to coincide with the temperature and precipitation conditions. 2) The trend of monthly runoff is the same between different river basins, but there are differences in the size of runoff between different river basins, which are mainly affected by the different soil saturation conductivity between different river basins.

Keywords：rainfall, lower surface, rnoff, Huaihe River

目 录

1 引 言 4

2 研究数据和研究方法 4

2.1 研究区概况 4

2.2 研究数据的获取和处理 5

2.2.1 月径流 5

2.2.2 气象数据 5

2.2.3 下垫面数据 6

2.3 研究方法 9

2.3.1 相关性分析 9

2.3.2 逐步回归分析 9

3 典型流域月径流与气象因子的分析 9

3.1 典型流域月径流与气象因子特征分析 9

3.2 大坡岭月径流与气象因子的分析 11

3.3 紫罗山月径流与气象因子的分析 12

3.4 黄泥庄月径流与气象因子的分析 13

3.5 最优月径流与气象因子建模 15

4 流域月径流的气候因子和下垫面特征的响应 16

4.1 各个因子与月径流相关系数 16

4.2 建模分析 16

5 不足与建议 17

结 论 18

参 考 文 献 19

致谢 21

1 引 言

淮河流域位于我国长江流域与黄河流域之间，淮河流域地跨江苏、山东、河南、湖北、安徽等五个省份。淮河的径流变化影响着淮河流域的农业生产、水资源分配、经济发展和防洪安全等方方面面^[1]。流域内的气象条件直接影响流域径流的变化情况，流域降水的变化直接影响着流域径流的变化，而气温的变化也间接的影响着径流的状况^[2]。与此同时下垫面对径流也起着重要的影响作用，由于遥感技术的快速发展，利用遥感影像分析流域下垫面数据成为可能。运用ArcGIS、ENVI软件来对遥感影像数据进行获取和处理，可以分析出流域的坡度、地形、高程等下垫面数据^[3]。下垫面因子与径流之间的关系是一个复杂的系统，各个不同的下垫面因子都对径流的变化存在着或大或小的影响^[4]，随着遥感技术的发展，通过观测不同时空流域气象和下垫面特征与径流的相互关系成为生态和水文学密切关注的研究课题。

近年来，流域月径流成为研究水文变化规律的热点，陈利者等^[5]以国内15个主要流域为研究区，通过分析各流域降水与径流的相关关系，通过建立各流域的相关系数图表分析出降水与径流的相关关系。研究结果表明流域径流的时间变化与流域内的降水量存在强烈的相关性。刘金涛等^[6]以淮河流域为研究区，分析淮河流域中沙颍河和史淠河水系的径流和各下垫面要素之间的相关关系，研究通过对流域径流系数和各下垫面因子的相关性分析，初步揭示了流域地貌结构因子与径流存在密切的相关性。但对于气象因子和下垫面等要素进行统合分析的研究较少。

本论文基于淮河流域各水文站点2005-2010年的气温、降水数据，并通过ArcGIS软件根据流域的遥感影像得出流域的各下垫面数据^[7]。通过对典型流域径流与气象因子时间变化的相关性分析和不同流域间径流与下垫面因子的回归分析^[8]，建立流域月径流的预测模型。研究结论对流域水文情况的预测提供重要的科学研究，对流域农业发展和水利工程建设具有重要的指导意义。

2 研究数据和研究方法

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