南方森林小流域月径流模拟与城市供水安全分析——以东莞市水濂山流域为例

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：主l

2、竹馅日期：多夕年万月艿日学位论文使用授权声明本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。学位论文作者签名：主lj7了编导师签名：伊驯，夕夕L／日期：劲年莎月男日日期：砂，矿年莎月男日第一章引言1．1研究背景及其意义1．1．1研究的背景IPCC系列报告(坤CC，1996，2001，2007)表明，全球正经历着以温度显著上升为特征的气候变化【1H31。气候变化必然引起水分循环的变化，引起水资源在时空上的重新分布，进而影响生态环境和国民经济的发展。近二十年来，国际上广泛开展了气候变化对水文变量影响的研究。这些研究大都以精度较高、综合性强的区域水量平衡模型为基础，结合GCMs输出结果或假定的气候变化情景，探讨未

4、来水文因子的变化情况和趋判41。在研究气候变化对水文水资源影响的同时，水文模型也在不断改进优化，流域模型由集总式进展至分布式，研究的时间尺度由瞬时尺度、小时尺度、日尺度到月／年尺度，研究的空间尺度由流域尺度、大陆尺度到全球尺度【5】o随着社会经济的发展，人类活动对水资源的影响也越来越明显。气候、人类活动与水，无论从科学层面，或从社会经济的发展层面上看，都是处于相互依存与制约之中。应该指出，气候因素与人类活动因素不是孤立的。它们之间的相互作用既可能是正反馈也可能是负反馈。近20年来，在气候变暖、人口增长及社会经济发展的共同影响下，我国一些地区或流域的陆地水循环发生了明显的变化。在海

5、河流域，地下水超采，河流断流，入海流量逐年减少导致水循环的垂向分量加大。其后果不仅使短期暴雨—径流关系发生变化，也引起了年际和年代际降雨—径流关系的变化。以北京市供水水源地的密云、官厅水库为例，官厅水库1955-一1984年平均来水量11．3亿1113，但到1985"-'1995年平均来水量已衰减到2．7亿1113，仅为前者1／4[61。区域的水资源供需平衡一直也是人们关注的热点。城市在我国社会经济发展进程中具有极为重要的战略地位，保证城市的供水安全在某种意义上来说就是为全国的社会经济发展提供保障。威胁到我国城市供水安全的常规问题主要是水资源短缺，水质污染严重，水资源利用效率低，

6、突发事件应急能力弱等【71。在全球考虑气候变化的大背景下，供水安全分析也开始考虑气候变化对水文水资源的影响。第一章引言1．1．2研究的意义南方森林小流域水循环研究薄弱，以月为基础的小流域产汇流特征与水量／水质变化是城市水资源规划管理、生态环境保护、供水安全等的基础。东莞市城市化进程显著，城市供水受制于东江配水与严重的水污染。本地水源／水库的有效利用是解决供水安全问题的重要途径之一。选择水濂山流域作为案例，模拟月径流过程及不同气候情景下的产流变化，结合水质特征分析，对于南方城市(镇)化显著地区的供水安全研究具有较大的理论与现实意义。1．2国内外研究现状1．2．1月径流模型研究现状月

7、水量平衡模型是一种以水量平衡原理为基础的概念性水文模型，它以降水、温度等气象因子作为输入，将各水文要素之间的关系概化成经验公式，并通过该经验公式来模拟流域水文过程。由于月水量平衡模型简单实用，所以广泛应用于流域中长期水文模拟、水资源供需分析以及大尺度气象模型输入数据的获取。目前关于月水量平衡模型的研究，主要有以下几个方面的应用：流域水文结构重建，预报河流径流变化和流域气候变化的影响以及季节性地域性水供给和灌溉需求的评估【引。在国外，对于月径流模型的研究开始于1940年代，Thomthwaite提出了水量平衡模型[91，之后，Thomthwaite和Mather对其进行了改进f10

8、】。当时水量平衡模型的用途是在无资料地区或有较长年限的降雨和蒸发(或气温)观测资料但流量资料年限太短的地区构建流量系列，在模型中只用了2个参数：土壤持水力m，盈余水保持力九。此后，在此基础上发展了许多新的模型，如Palmer(1965)的双土壤层模型【ll】利用月水量平衡模型建立了一种气象干旱指数。Thomas(1981)建立的四参数abcd模型【12】，Gldck(1987)用月尺度水平衡模型来研究气候变化情况【131，20世纪90年代Vandervide等提出了比利时模型，用