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近年来随着经济的快速发展,气候持续变暖和人类活动对水文循环过程的影响程度越来越剧烈,导致水文气象要素的时空分布发生一定变化,因此积极开展气候变化和人类活动对径流的影响研究有助于深刻了解变化环境下的流域水文循环规律,对水资源管理、水资源可持续利用和优化调度具有一定的科学价值和实际意义。本文以洺河流域为研究区,在分析各水文气象要素变化特征的基础上,构建基于“时变参数”的流域SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型,结合降水~径流双累积曲线法、累积量斜率变化率分析法、弹性系数法及水文模拟法等方法定量分离评判气候变化和人类活动对径流的影响;基于此,设置相应情景进一步研究径流对气候变化和土地利用的响应,并采用时间序列法和元胞自动机-马尔科夫(Cellular Automata-Markov,CA-Markov)模型进行气候和土地利用预测,驱动SWAT水文模型,预测2030年临洺关水文站天然径流过程,根据2030年各水库天然来水量和取用水继而进行水库调节得到考虑人类活动的临洺关水文站实际径流过程。主要研究成果如下:(1)采用线性回归检验法、Mann-Kendall非参数检验法、Morlet小波分析法、有序聚类法和非参数Pettitt检验法,探讨了洺河流域不同时间尺度水文气象要素的趋势性、周期性和突变性变化规律。(2)构建了基于“时变参数”的洺河流域SWAT模型,采用SWAT-CUP对不同时段的模型参数进行率定和验证。结果表明,临洺关水文站各时段实测月径流过程与模拟月径流过程均拟合较好,满足相关评判标准,可用于定量分离评估气候变化和人类活动对径流的影响。(3)采用降水~径流双累积曲线法、累积量斜率变化率分析法、弹性系数法及水文模拟法等方法定量分离了气候变化和人类活动对流域径流的影响。结果表明,尽管四种方法原理不同、所需数据不同,但从归因结果来看,相比基准期(1960~1977年),人类活动期各时段影响径流减少的主要因素均为人类活动,气候变化次之。基于SWAT模型定量分离了水库调蓄、取用水、土地利用及其他人类活动要素对径流影响,结果表明取用水为人类活动影响的主要因素,水库调蓄对径流减少影响程度次之;土地利用对径流的减少起负作用;同时径流量的变化仍受到水土保持、其他水利工程建设的影响。(4)通过设置不同气候情景,分析了径流对气候变化的响应,结果表明,径流与气温呈负相关,与降水呈正相关,且径流对降水的敏感程度比径流对气温的敏感程度高。设置不同土地利用情景,分析径流对土地利用变化的响应。结果表明,各土地利用情景产流量大小依次为建设用地>耕地>林地>草地。(5)采用时间序列法和CA-Markov模型预测2030年气候和土地利用类型,利用SWAT模型模拟了2030年洺河流域主要控制断面天然径流过程,并进一步分析了考虑人类活动情况下临洺关站实际径流过程。结果表明,2030年临洺关水文站天然径流受气温变暖和建设用地的增加,相比同样降水条件的2011典型年天然径流有所增加。根据2030年各水库天然来水过程,对水库进行调节计算,得到2030年临洺关站实际径流量为770.8万m3,且主要集中在汛期,相比典型年实测径流变化不大。因此为恢复河道生态环境,挖掘农业、工业、生活节水潜力和加强水源、供水设施的优化配置是必要的。