天山降水相态时空演变及其对极端水文事件的影响.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015200904单位代码：10759石河子大学硕士学位论文天山降水相态时空演变及其对极端水文事件的影响学位申请人范雪薇指导教师刘海隆教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称水利工程、水文学及水资源研究方向气候变化及其水文响应所在学院水利建筑工程学院中国·新疆·石河子2018年6月TemporalandSpatialEvolutionofPrecipitationPhaseandImpactonExtremeHydrologicalEventsinTianshanMountainADissertationSubmittedtoShihe

2、ziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByFanXue-wei(HydrologyandWaterResources)DissertationSupervisor:Prof.LiuHai-longJune,2018石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做

3、出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要在全球气候持续变暖的趋势下，极端水文事件的发生更加复杂多变，给人类生活和社会生产带来巨大破坏。气温升高不仅导致降水量变化，同时可能

4、会对降水相态（降雨、降雪等）产生影响，从而改变山区的水循环过程。天山山区是新疆最重要的河流发源地之一，降水是天山水资源的重要来源，而山区流域对降雨和降雪两种相态的响应速度截然不同。探讨降水的相态的判别方法及时空特征，评估降雪及降雨的比例变化及其对极端水文事件的影响，有助于理解降水比例变化和水文现象之间更深一层的规律，同时对新疆乃至中亚水资源的合理配置和可持续发展有举足轻重的意义。本文首先确定出判断天山山区降水相态的阈值，并根据阈值判断天山山区1961-2015年降水相态类别，对天山山区降水相态时空演变特征进行分析。然后选取天山山区南北坡典型流域，运用百分比阈值法对

5、各流域日径流量数据进行筛选，确定极端水文事件阈值并对典型流域极端水文事件水文特征进行对比分析。最后，结合降水相态比例变化与极端水文事件的响应关系，探究不同降水相态比例对极端水文事件的影响。本研究主要得出以下几点结论：（1）本文基于日均温、日相对湿度计算了P值，将P=0.3作为区分降水相态的临界值。该临界值对降雨预测的准确率达94.6％，对降雪预测的准确率达99.9％，可用于天山降水相态的判定。（2）近55年来，天山山区降雨量和降雪量都呈明显的上升趋势，南坡降雨量增幅（6.73mm/10a）略大于北坡年降雨量增幅（6.41mm/10a），北坡年降雪量增幅（4.26m

6、m/10a）大于南坡增幅（2.02mm/10a）。北坡降雨、降雪存在25a、30a的周期变化，南坡降雨、降雪存在30a、25a的周期变化。降雪率（S/P）呈微弱的下降趋势，说明天山南北坡降雪所占比重呈略微减小趋势，该趋势将会对南北坡流域径流季节分配产生影响。（3）降水相态变化的空间分布显示：天山山区只有七角井附近地区的降雨量和降雪量呈下降趋势，且降雨量和降雪量整体由东向西减少。而降雪率倾向率空间变化相反，天山中段、东段降雪比重增加趋势大于西段。天山山区降雨日超过40d/a的位于40°N以北以及85°E以西地区，降雪日超过30d/a的位于在42.5°N以北以及90°

7、E以西地区。（4）天山南北坡典型流域极端洪水事件发生场次年际变化呈增加趋势，而南坡开都河流域极端枯水事件发生场次呈减少趋势，北坡玛纳斯河流域极端枯水事件在1961-1988年呈增加趋势，1988年后无极端枯水事件发生。极端洪水事件主要发生在20世纪90年代末期，且增加显著。极端枯水事件主要发生在20世纪70年代中期、80年代中后期。极端枯水事件多发生在2月，春季发生极端枯水事件频次多于秋季。极端洪水事件发生在夏季（7月、8月）较多，频次最大月均出现在7月。极端水文事件发生的集中度都很高，多年平均集中度都在80％以上。（5）随降雪率的增加，天山山区极端水文事件年内发

8、生集中期提