黄土高原生态建设对流域水体转化与传输的作用机制研究
发布时间：2023-08-10 18:13
自1999年以来,黄土高原相继开展了大规模水土保持生态建设,退耕还林(草)、淤地坝、坡改梯等生态建设使区域生态环境发生了深刻变化。监测与研究表明,过去10多年是近一个世纪以来黄土高原下垫面变化最大的时期。生态建设显著改变了流域下垫面条件,进而改变了流域的生态水文过程。本论文以黄土高原典型生态建设对比流域的不同水体为研究对象,运用氢氧同位素示踪技术,采用野外监测、室内实验和模拟计算等方法,系统研究了生态建设流域及其对比流域的不同水体氢氧同位素时空分布特征,辨识了不同水体氢氧同位素关系及其影响因素效应;阐明了生态建设影响下的流域土壤含水量和氢氧同位素的时空分布及其赋存特征;揭示了生态建设对比流域不同水体的水传输时间变化规律,解析了流域不同水体来源及其季节补给规律,量化了不同时期补给过程中的蒸发损失;阐明了生态建设流域水转化影响因素及其影响作用机制。本研究开展的生态建设对流域水体转化与传输的影响作用机制研究对深刻了解该区域生态建设恢复和水资源可持续利用发展提供科学理论依据。本论文得到的主要结论如下:(1)生态建设流域(韭园沟流域和王茂沟流域)的不同水体同位素δD和δ18O较生态建设未治理流域...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 稳定同位素示踪研究进展
1.2.2 不同水体补给转化研究
1.2.3 流域水传输时间研究
1.2.4 流域水体转化的影响作用研究
1.3 研究目的
1.4 主要研究内容
1.5 论文主要创新点
1.6 研究技术路线
2 研究区概况、数据来源与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 韭园沟
2.1.2 裴家峁
2.1.3 王茂沟
2.2 数据来源
2.2.1 气象数据
2.2.2 土壤水分数据
2.2.3 同位素数据
2.3 研究方法
2.3.1 同位素测定
2.3.2 二端元混合模型
2.3.3 蒸发分馏模型
2.3.4 水传输时间计算
3 生态建设影响下流域水体同位素时空分布
3.1 生态建设对比流域水同位素统计特征
3.2 对比流域不同水体氢氧同位素关系
3.3 流域降水氢氧同位素变化及其影响效应
3.3.1 降水氢氧同位素及其氘盈余变化
3.3.2 降水氢氧同位素的影响效应研究
3.4 地表水和浅层地下水氢氧同位素时空分布
3.4.1 氢氧同位素的空间分布
3.4.2 氢氧同位素的时间变化
3.5 本章小结
4 生态建设影响下流域土壤水赋存特征及其时空变化规律
4.1 流域土壤水分时空分布
4.1.1 不同地类土壤水统计特征
4.1.2 不同地类土壤水分时间变化
4.1.3 不同地类土壤水分空间变化
4.1.4 不同坡位土壤含水量特征
4.2 次降雨条件下土壤水同位素时空变化及其对降雨响应
4.2.1 不同地类土壤水同位素垂向变化
4.2.2 不同地类土壤水同位素变化及其对降雨的响应
4.3 流域土壤水氢氧同位素变化影响因素分析
4.3.1 土地利用影响
4.3.2 土层深度影响
4.3.3 坡位影响
4.4 次降雨条件下流域土壤水变化及赋存特征
4.5 本章小结
5 流域水体传输时间变化与转化补给规律
5.1 不同水体同位素年际变化及正弦拟合
5.1.1 降水、地表水和浅层地下水氢氧同位素年际变化
5.1.2 不同水体的正弦函数拟合
5.2 流域水传输时间变化规律研究
5.2.1 基于EM模型的流域水传输时间计算
5.2.2 多尺度生态建设对比流域水传输时间变化规律
5.3 对比流域多水源补给转化及来源比例
5.3.1 对比流域不同水源补给来源变化
5.3.2 不同水源补给季节变化特征
5.4 不同时期各种补给过程的蒸发损失定量研究
5.5 本章小结
6 生态建设影响下流域水体转化的主导因素及其作用机制
6.1 水转化影响因素定性分析
6.1.1 降水氢氧同位素影响因素
6.1.2 地表水和浅层地下水同位素影响因素
6.1.3 土壤水氢氧同位素影响因素
6.2 水转化影响因子选择
6.2.1 影响因子选取原则
6.2.2 影响因子的选取
6.3 生态建设影响下流域水体转化影响作用研究
6.3.1 主成分分析模型及分析原理
6.3.2 水转化影响因素的主成分分析
6.4 生态建设影响下流域水体转化的灰色关联度研究
6.4.1 灰色关联分析方法
6.4.2 生态建设对流域水转化影响作用的灰色关联度分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3840991
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 稳定同位素示踪研究进展
1.2.2 不同水体补给转化研究
1.2.3 流域水传输时间研究
1.2.4 流域水体转化的影响作用研究
1.3 研究目的
1.4 主要研究内容
1.5 论文主要创新点
1.6 研究技术路线
2 研究区概况、数据来源与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 韭园沟
2.1.2 裴家峁
2.1.3 王茂沟
2.2 数据来源
2.2.1 气象数据
2.2.2 土壤水分数据
2.2.3 同位素数据
2.3 研究方法
2.3.1 同位素测定
2.3.2 二端元混合模型
2.3.3 蒸发分馏模型
2.3.4 水传输时间计算
3 生态建设影响下流域水体同位素时空分布
3.1 生态建设对比流域水同位素统计特征
3.2 对比流域不同水体氢氧同位素关系
3.3 流域降水氢氧同位素变化及其影响效应
3.3.1 降水氢氧同位素及其氘盈余变化
3.3.2 降水氢氧同位素的影响效应研究
3.4 地表水和浅层地下水氢氧同位素时空分布
3.4.1 氢氧同位素的空间分布
3.4.2 氢氧同位素的时间变化
3.5 本章小结
4 生态建设影响下流域土壤水赋存特征及其时空变化规律
4.1 流域土壤水分时空分布
4.1.1 不同地类土壤水统计特征
4.1.2 不同地类土壤水分时间变化
4.1.3 不同地类土壤水分空间变化
4.1.4 不同坡位土壤含水量特征
4.2 次降雨条件下土壤水同位素时空变化及其对降雨响应
4.2.1 不同地类土壤水同位素垂向变化
4.2.2 不同地类土壤水同位素变化及其对降雨的响应
4.3 流域土壤水氢氧同位素变化影响因素分析
4.3.1 土地利用影响
4.3.2 土层深度影响
4.3.3 坡位影响
4.4 次降雨条件下流域土壤水变化及赋存特征
4.5 本章小结
5 流域水体传输时间变化与转化补给规律
5.1 不同水体同位素年际变化及正弦拟合
5.1.1 降水、地表水和浅层地下水氢氧同位素年际变化
5.1.2 不同水体的正弦函数拟合
5.2 流域水传输时间变化规律研究
5.2.1 基于EM模型的流域水传输时间计算
5.2.2 多尺度生态建设对比流域水传输时间变化规律
5.3 对比流域多水源补给转化及来源比例
5.3.1 对比流域不同水源补给来源变化
5.3.2 不同水源补给季节变化特征
5.4 不同时期各种补给过程的蒸发损失定量研究
5.5 本章小结
6 生态建设影响下流域水体转化的主导因素及其作用机制
6.1 水转化影响因素定性分析
6.1.1 降水氢氧同位素影响因素
6.1.2 地表水和浅层地下水同位素影响因素
6.1.3 土壤水氢氧同位素影响因素
6.2 水转化影响因子选择
6.2.1 影响因子选取原则
6.2.2 影响因子的选取
6.3 生态建设影响下流域水体转化影响作用研究
6.3.1 主成分分析模型及分析原理
6.3.2 水转化影响因素的主成分分析
6.4 生态建设影响下流域水体转化的灰色关联度研究
6.4.1 灰色关联分析方法
6.4.2 生态建设对流域水转化影响作用的灰色关联度分析
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3840991
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3840991.html