高纬度源区流域水文水质过程响应关系及气候变化影响

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1、分类号密级狐编号？＿中阐水剩水电新＃研究院学位论文高纬度源区流域水文水质过程响应关系及气候变化影响学位类别工学博士学科专业水文学及水资源作者姓名周每荒彦指导教师王浩院士王建华教高中国北京二〇一八年五月图书分类号码密级ＵＤＣ博士学位论文高纬度源区流域水文水质过程响应关系及气候变化影响指导教师（职称、学位＇单位名称）王浩教授级高工博士中国水利水电科学研究院副导师、（职称学位、单位名称）王建华教授级高工博士中国

2、水利水电科学研究院申请学位级别摟±专业名称水文学及水资源论文提交曰期２０１８年３月３１日论文答辩日Ｍ２０１８年５月２７日学位授予单位和日期中国水利水电科学研究院２０１８答辩委员会会主席评阅人２０１８年５月Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｌｏｗａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔ／ｈｏｓｈｏｒｕｓｅｘｏｒｔａｎｄｃｌｉｍａｔｅｃｈａｎｅｉｍａｃｔｓｐｐｐｇｐ－ｉｎｈｉｈｌａｔｉｔｕｄｅｈｅａｄｗａｔｅｒｗａｔｅｒｓｈｅｄｓｇＭａｏ

3、ｒ：Ｈｄｒｏｌｏ＆ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｊｙｇｙＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＹｕａｎＺｈｏｕｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＨａｏＷａｎｇＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪｉａｎｈｕａＷａｎｇＭａｙ２０１８ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩＷＨＲ（）ＢｅｉｉｎＣｈｉｎａ，１０００３８ｊｇ，关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本

4、人在导师指导下独立进行研宄工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研宄院或其它教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处。，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签名：巧氣良日期＼日：年右月摘要摘要松花江流域是我国纬度最高的流域，与世界其他高纬度寒区流域类似，气候变化对流域的影响十分显著，在过去半个世纪里，松花江流

5、域表现为显著的暖干趋势。在气候变化的影响下，流域的水分与物质通量过程发生着深刻的变化，长期以来，２０世纪９０松花江流域径流整体呈显著减少趋势，特别是年代以来减少，而随着经济社会的发展，趋势更为严重，松花江流域水稻种植面积逐年扩大以农业活动为主的经济社会取用水需求逐渐增大，径流性水资源量的减少与用水需求增加的矛盾造成了松嫩平原地区地下水的严重超采，水资源短缺问题日益严峻。同时，，流域内面临严峻的土壤侵蚀与水土流失问题其中土壤侵蚀的主要形式是－由降雨径流过程驱动的土壤颗粒的输移，

6、此外还伴随着溶解态污染物与吸附于土壤颗粒上的颗粒态污染物的流失，对下游生态环境与人居环境造成了巨大影响。在未来气候变化下，流域的水文水质过程的演变趋势是怎样的，水资源短缺的情一势是否再次升级，流域的土壤侵蚀与污染流失程度是否进步恶化，是当前松花江流域管理中亟待回答的问题。在这样的背景下，本研宄以流域水文学、水资源学、环境科学、土壤学、大气科学、地貌学等多学科理论为基础，以水文、气象、地理信息等多元数据平台－与野外实验场地为支撑，以规律识别和模型模拟为手段，围绕径流污染物流失

7、－－响应机制与气候变化影响两大主题，以响应机制解析气候变化特征揭示演变预测及不确定性分析为研究主线，解析了高纬度源区流域不同形态磷素流失对径流过程的响应机制，，揭示了流域气候变化及其径流响应特征构建了高纬度源区流域水循环模型并提出了参数化方案，，以此为基础模拟预测了未来气候变化情景下径流、土壤侵蚀与磷素流失负荷的演变趋势。主要研宄成果与结论如下：（１）揭示了不同形态磷素流失对径流的响应机制。研究采用机理实验与规律分析相结合的手段，在典型高讳度源区流域开展污染物流失过程与径流过程

8、的响应机制研宄，以不同形态磷素为典型污染物，分析其流失过程对径流过程的耦合？响应关系，，，。结果表明颗粒态磷是磷素流失的主要形式占总流失量的８０９９％而溶解态磷流失量仅占２０％以下。研究在揭示颗粒态磷与泥沙流失量的显著相关性的基础上，基于高纬度源区流域颗粒态磷资料的匮乏与悬移质泥沙资料的易获取性，揭示了不同水文情势和场次尺度下悬移质泥沙流失与径流的耦合响应关系，以此反映颗粒态磷流失与径流的耦合作用关系。研宄发现，在大