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祁连山东段庄浪河流域地貌特征及其构造指示意义

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地理研究 2023年第1期42卷 262-279页

作者：曹鹏举刘晓波程三友肖良王曦长安大学地球科学与资源学院西安710054 西安汽车职业大学西安710600

晚新生代以来,青藏高原北东向扩展,致使祁连山地区遭受了强烈的构造隆升,造就了祁连山地区复杂的构造格局和急剧变化的构造地貌,其典型水系流域地貌特征揭示了该地区的新构造活动和地貌演化过程。庄浪河流域位于祁连山东段,作为青藏高... 详细信息

晚新生代以来,青藏高原北东向扩展,致使祁连山地区遭受了强烈的构造隆升,造就了祁连山地区复杂的构造格局和急剧变化的构造地貌,其典型水系流域地貌特征揭示了该地区的新构造活动和地貌演化过程。庄浪河流域位于祁连山东段,作为青藏高原北东向扩展的前缘地区,庄浪河流域的地貌参数对构造活动非常敏感,提取庄浪河流域的地貌信息,有助于揭示祁连山东段庄浪河流域地貌对构造活动的响应,及系统探讨该区地貌发育特征及其所蕴含的构造意义。庄浪河流域内及边缘发育有庄浪河断裂、天祝盆地南缘断裂、疙瘩沟隐伏断裂以及金强河-毛毛山-老虎山断裂。晚新生代以来,这些断裂仍在活动,并且控制着流域内的构造变形、山体隆升和河流水系地貌发育。本研究采用ALOS DEM 12.5m数据,基于ArcGIS空间分析技术,通过高程条带剖面、河流坡降指标体系(K,SL,SL/K)和Hack剖面、面积-高程积分值(HI)和积分曲线(HC)等方法,对庄浪河流域地貌特征进行了初步分析。结果表明,庄浪河地区地形起伏由北西向南东递减,构造活动存在东西分异的规律;庄浪河流域内部K值、SL、SL/K、HI值西侧高于东侧,Hack剖面西侧相比东侧上凸更明显;HC曲线西侧多表现为上凸或S型,SL值的突变主要是受断裂构造活动的控制,流域西侧抬升速率大于侵蚀速率,地貌演化处在幼年期或壮年期;庄浪河断裂晚新生代以来仍存在构造活动,逆冲走滑控制着庄浪河地区的水系发育格局。

关键词：庄浪河流域构造地貌 DEM 地貌参数

基于SWAT模型的庄浪河流域降水和气温变化对蓝绿水的影响研究

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基于SWAT模型的庄浪河流域降水和气温变化对蓝绿水的影响研究

作者：杜俊竹华中科技大学

学位级别：硕士

绿水资源对于陆地生态环境维护和人类农业生产具有重要意义。在当前全球变暖的大背景下,气候变化情景下的水文循环响应的研究仍然主要以蓝水资源为主,而对于绿水资源的研究较少。庄浪河地处祁连山地区,水资源短缺为区域内雨养农业发展... 详细信息

绿水资源对于陆地生态环境维护和人类农业生产具有重要意义。在当前全球变暖的大背景下,气候变化情景下的水文循环响应的研究仍然主要以蓝水资源为主,而对于绿水资源的研究较少。庄浪河地处祁连山地区,水资源短缺为区域内雨养农业发展的最大限制条件,且带来一系列生态环境问题。为深入研究气候变化情况下庄浪河地区蓝绿水的时空分布,本文以蓝绿水概念作为研究核心,以SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型为研究手段,分析庄浪河流域近30年蓝绿水资源时空变化趋势,探讨降水、气温的变化对庄浪河流域内蓝绿水资源的影响,为该地区采取人工影响天气等手段、寻求可持续水资源管理措施以及后续开展绿水方面的研究提供参考。本文主要研究结果如下:(1)构建了庄浪河流域SWAT模型,根据实测水文观测资料借助自动率定软件SWAT-CUP中的SUFI-2算法对流域SWAT模型进行校准验证。采用纳什效率系数NSE和决定系数R作为模型适用性评价指标,得到武胜驿水文站和红崖子水文站校准期和验证期均达到了模型适用的标准。(2)将1988～2017年乌鞘岭站和皋兰站的实测气象资料输入校准好的SWAT模型,模拟近30年庄浪河流域蓝水、绿水资源状况。模型模拟的全流域多年平均蓝绿色总深度为411mm,与实际情况较为相符。从时间上来看,庄浪河流域近30年来,绿水深度呈增加趋势,而蓝水深度变化趋势并不明显。从空间上看,庄浪河流域蓝水深度和绿水深度从上游至下游呈逐渐减少的趋势。从绿水系数来看,庄浪河流域绿水系数随时间推移呈现出上升趋势,沿上游至下游不断增大,整体稳定在82%以上。绿水系数的增加在一定程度上反映了该地区的植被覆盖程度和生态环境状况在不断改善。(3)选取降水和气温两个气象因子,综合气象因子发生变化的位置,共设置45种情景,分析不同情景下庄浪河流域蓝绿水资源响应情况。总的来说,庄浪河流域内蓝水和绿水深度对降水的敏感程度都很高,而对气温的敏感程度较弱,绿水深度与气温呈负相关,且流域内蓝水对气温与绿水相比敏感程度更高。(4)选取两个气象站气象因子都发生变化的情景S31～S45探讨庄浪河流域蓝绿水空间变化趋势。从绿水来说,上游区间年绿水深度对气温变化敏感程度更高,下游区间年绿水深度对降水增加的敏感程度更高。从蓝水来说,流域内年蓝水深度与绿水相比响应程度更为强烈,且流域内蓝水深度对气候变化响应强烈的区域集中在流域中部。

关键词： SWAT模型庄浪河流域降水变化气温变化蓝绿水

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庄浪河流域水资源价值研究

甘肃水利水电技术 2022年第12期58卷 11-15页

作者：贾鹏甘肃省兰州水文站甘肃兰州730000

通过分析庄浪河流域水资源现状,探寻水资源价值及增减变动的原因,反映区域社会经济对水资源的占用情况及存在的风险。提出价值较低的地区必须加大力度调整经济结构,改善和提高水资源方面的利用效率,充分保障环境容量被有效使用,实现地... 详细信息

通过分析庄浪河流域水资源现状,探寻水资源价值及增减变动的原因,反映区域社会经济对水资源的占用情况及存在的风险。提出价值较低的地区必须加大力度调整经济结构,改善和提高水资源方面的利用效率,充分保障环境容量被有效使用,实现地区经济与环境的协同发展。

关键词：水资源价值庄浪河流域利用价值环境价值

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庄浪河流域径流年际演变特征及成因分析

甘肃水利水电技术 2023年第8期59卷 25-29页

作者：王若臣崔亮吴彦昭甘肃省水文站甘肃兰州730000

为了研究庄浪河流域的径流年际演变特征及成因,基于天祝水文站、红崖子水文站1970-2020年径流、降水等资料进行了降水和径流变化分析以及两者的相关性分析。结果表明:1970-2020年,庄浪河流域年径流量年际变化呈减小趋势,年降水量年际变... 详细信息

为了研究庄浪河流域的径流年际演变特征及成因,基于天祝水文站、红崖子水文站1970-2020年径流、降水等资料进行了降水和径流变化分析以及两者的相关性分析。结果表明:1970-2020年,庄浪河流域年径流量年际变化呈减小趋势,年降水量年际变化呈增大趋势,趋势均不显著;从Cv值和极值比来看,庄浪河流域的径流和降水年际变化趋势相对稳定;变异年份基本为2008年,属于轻度变异;1970-1977年,天祝水文站和红崖子水文站的降水量与径流量相关性相对较高,1978-2008年、2009-2020年降水量与径流量的线性拟合相关系数逐渐降低,说明降水和径流的相关性减小,后期主要受下垫面变化和人类活动影响。

关键词：径流降水演变特征庄浪河流域

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庄浪河流域水资源评价及水资源承载能力研究

庄浪河流域水资源评价及水资源承载能力研究

作者：徐文兰州大学

学位级别：硕士

庄浪河是黄河上游一级支流,涉及3个县（区）:武威市天祝县、兰州市永登县和西固区;12个乡镇:抓喜秀龙、打柴沟、华藏寺、武胜驿、中堡镇、城关镇、柳树镇、大同镇、龙泉寺镇、红城镇、苦水镇、河口镇。作为甘肃省经济比较发达的地区和... 详细信息

庄浪河是黄河上游一级支流,涉及3个县（区）:武威市天祝县、兰州市永登县和西固区;12个乡镇:抓喜秀龙、打柴沟、华藏寺、武胜驿、中堡镇、城关镇、柳树镇、大同镇、龙泉寺镇、红城镇、苦水镇、河口镇。作为甘肃省经济比较发达的地区和古丝绸之路的重要通道,庄浪河流域在区域经济发展和实施西部大开发战略中具有十分重要的作用。本文以2016年为现状年,基于全国第三次水资源调查评价的长系列（1956-2016）大数据及地方水利部门、统计部门提供的相关数据,结合调查走访情况,运用水文学相关计算方法,对庄浪河流域水资源情况进行评价了;同时借用模糊综合评价模型、量化计算等方法,对现状年庄浪河流域的3县12乡进行了水资源承载能力研究分析,从以下几方面进行研究分析:（1）通过对庄浪河流域6个代表雨量站点、2个蒸发站,278站年的资料分析计算,得出庄浪河流域水多年平均降水量为362mm,折合水资源量为14.5亿m3;得出庄浪河流域水面蒸发量为854.7mm,折合水资源量为34.2亿m3。（2）通过对庄浪河流域红崖子、武胜驿2个水文站1956-2016年系列资料进行还原计算、一致性修正等一系列计算分析,得出庄浪河流域地表水资源量为2.15亿m3,地下水资源量为1.16亿m3,水资源总量为2.45亿m3,水资源可利用量为1.53亿m3。（3）通过基于隶属度的模糊综合评价模型,对庄浪河流域3个县区12个乡镇进行水资源承载能力评价,得出抓喜秀龙乡和打柴沟镇的水资源承载力级别较高,水资源开发利用潜力巨大;华藏寺镇、武胜驿镇、中堡镇、河口镇的水资源承载力属于第二级别,该地区水资源状况相对较好;城关镇、苦水镇的水资源承载级别最低,现状年该县水资源承载能力较差;其余的乡镇,均表现为第三级别,均为弱超载,水资源承载能力较弱。虽然庄浪河流域中下游地区自产水资源量较少,但是,由于庄浪河流域上游产水量较多,且水资源利用率低,使得中下游入境水量丰富,使中下游水资源可利用量增加,水资源承载能力有所提高。所以,综合考虑,庄浪河流域水资源承载能力大部分能满足乡镇需求,但是还需要未来从水资源子系统、社会子系统、经济子系统、生态子系统这四个方面着手,进一步优化庄浪河流域水资源承载能力。（4）通过对庄浪河流域水资源承载力量化计算,结果表明按现有经济结构,庄浪河流域大部分地区水资源所能承受的最大经济规模为总体小康水平,但离达到全面小康水平还有一定的差距。因此,随着经济的发展,庄浪河流域必须调整经济结构,加大节水力度,提高中水回用率和用水功效,优化水生态环境,进而提高水资源承载力,实现社会经济的可持续发展。水资源评价及承载能力对一个地区（流域）综合开发和发展规模有至关重要的影响,特别是在干早、半干旱地区,水资源短缺已成为制约其发展的“瓶颈”。因此,本文对庄浪河流域水资源评价及水资源承载能力的探索研究是一项适时的、有现实意义的工作。

关键词：庄浪河流域乡镇水文水资源评价水资源承载能力

基于SWAT模型的庄浪河流域降水和土地利用变化对径流的影响分析

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基于SWAT模型的庄浪河流域降水和土地利用变化对径流的影响分析

作者：田迪华中科技大学

学位级别：硕士

本文以庄浪河流域为研究对象,综合线性趋势回归、累积距平法和Mann-Kendall检验法三种分析方法分析流域内气象水文变化趋势和特征,同时根据流域土地利用真实数据进行分析计算,得到土地利用变化趋势。基于Arc GIS当中的Arc SWAT模块构建... 详细信息

本文以庄浪河流域为研究对象,综合线性趋势回归、累积距平法和Mann-Kendall检验法三种分析方法分析流域内气象水文变化趋势和特征,同时根据流域土地利用真实数据进行分析计算,得到土地利用变化趋势。基于Arc GIS当中的Arc SWAT模块构建流域水文模型,经过SWAT-CUP率定和验证,得到适用于庄浪河流域的水文模型。结合气象和土地利用变化趋势分析,设置降水增加5%、10%、15%三种气象条件和四种极端土地利用情况共20种不同情景,研究庄浪河流域在降水和土地利用变化情况下的径流响应规律。在气象水文和土地利用变化趋势研究方面,研究趋势变化和构建模型所采用的真实气象数据来自庄浪河流域及其周围两个气象站点(皋兰、乌鞘岭)的1988年到2017年日尺度气象资料,根据已有监测数据计算太阳辐射等缺失气象数据。经测算,两气象站点年内最大降水量出现在6-9月,降水总量占全年降水70%以上,气温和太阳辐射年内分配也具有明显的季节性分布特征,夏季气温和太阳辐射高于其他月份。采用线性回归、累积距平、Mann-Kendall检验三种分析方法得到气象年际变化趋势,显示两站降水、气温、太阳辐射均呈上升趋势,并伴随不同的突变现象。水文数据来自2007-2016年全国水文年鉴中庄浪河流域两水文测站(天祝、红崖子)逐日径流数据,经过计算分析,得到两水文测站年径流量呈相反的变化趋势,即天祝站年径流量先增加后减少,而红崖子站先减少后增加。其中天祝站年径流量突变年为2013年,红崖子站年径流量突变年为2011年和2014年。土地利用变化方面,根据2010年、2015年庄浪河土地利用栅格数据,通过转移矩阵的计算得到土地利用变化规律,即各类型土地最大转化面积均转向耕地和草地。在流域径流响应分析方面,应用SWAT-CUP软件,算法选择SUFI-2,进行参数的选定和验证,根据来自水文年鉴的真实数据设定2006-2007年为预热期,2007-2012年为模型率定期,2015-2016年为模型验证期。经过迭代运算,模型适用性评价结果如下,率定期:武胜驿水文站R=0.73,=0.59;红崖子水文站R=0.69,=0.65;验证期:天祝水文站R=0.91,=0.85;红崖子水文站R=0.86,=0.57。以上两参数值的大小均符合精度的标准,即证明庄浪河流域可以使用该SWAT模型进行模拟。针对降水增加和极端土地利用变化组合而成的20种变化情景进行月尺度径流模拟,分析降水和土地利用变化情况下流域径流的响应规律。结果显示:在相同土地利用条件下,两站月日均径流和年径流量随着降水增加而增加且天祝站的变化幅度大于红崖子站,在相同降水条件下,草地转化为耕地时两站年径流量增幅最大,耕地转化为草地时增幅最小,在降水增加时,不同土地利用变化对两站的年径流量影响各不相同。最后运用Arc GIS软件针对模型输出文件中HRU文件进行分析计算,探究汛期降水增加对流域不同地区单位时间产生地表径流量的影响。

关键词：庄浪河流域 SWAT模型气象水文土地利用径流响应

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庄浪河流域各乡镇降水蒸发情况分析研究

甘肃水利水电技术 2019年第6期55卷 13-17页

作者：吴晓甘肃省兰州水文水资源勘测局甘肃兰州730000

庄浪河是黄河上游一级支流,涉及武威市天祝县、兰州市永登县和西固区3个县(区),12个乡镇。作为甘肃省经济比较发达的地区和古丝绸之路的重要通道,庄浪河流域在区域经济发展和实施西部大开发战略中具有十分重要的作用。本文以2016年为现... 详细信息

庄浪河是黄河上游一级支流,涉及武威市天祝县、兰州市永登县和西固区3个县(区),12个乡镇。作为甘肃省经济比较发达的地区和古丝绸之路的重要通道,庄浪河流域在区域经济发展和实施西部大开发战略中具有十分重要的作用。本文以2016年为现状年,基于全国第三次水资源调查评价的长系列(1956-2016)大数据及地方水利部门、统计部门提供的相关数据,结合调查走访情况,运用水文学相关计算方法,对庄浪河流域各乡镇降水蒸发情况进行分析研究。

关键词：庄浪河流域降水水面蒸发乡镇