基于穩(wěn)定同位素示蹤的長江源區(qū)徑流源解析研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 07:30
全球氣候變化背景下,冰凍圈的劇烈消融一方面引起固體水資源的銳減,另一方面增加的融水量正逐步改變著流域水文過程和水循環(huán)特征,特別是液態(tài)降水增加和冰雪、凍土劇烈消融引起的寒區(qū)徑流成分改變及其水文效應(yīng)變化,對(duì)流域徑流演變規(guī)律及水循環(huán)機(jī)制產(chǎn)生了深刻影響,進(jìn)而對(duì)水資源的時(shí)空配置及其水利資源的開發(fā)利用帶來了新的挑戰(zhàn)。那么如何量化氣候變暖和冰凍圈劇烈消融背景下徑流成分的變化,已成為寒區(qū)水文學(xué)研究亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。為此,本文以長江源區(qū)為研究區(qū),共采集大氣降水、冰雪融水、凍土層上水和河水樣品1770組,應(yīng)用穩(wěn)定同位素示蹤和端元混合徑流分割模型等方法,分析了長江源區(qū)徑流穩(wěn)定同位素特征及指示的水文過程,然后基于穩(wěn)定同位素示蹤剖析了徑流與大氣降水、冰雪融水和凍土層上水的緊密聯(lián)系,確定了徑流組成成分,最后運(yùn)用端元混合徑流分割模型量化了出山口徑流、不同類型支流和凍土層上水的補(bǔ)給源。得出的主要結(jié)論如下:（1）受局地環(huán)境及不同水源補(bǔ)給比例差異的影響,河水穩(wěn)定同位素時(shí)空變化差異顯著,其空間變化主要反映了3個(gè)因素的影響:不同海拔的河水補(bǔ)給源及補(bǔ)給比例的差異性;不同海拔降水匯流量及稀釋作用的程度差異;不同海拔蒸散發(fā)程...
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：125 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
長江源區(qū)溫度及極端指數(shù)的年際變化（a、b、c、d、e）和變化幅度（f）
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文基于穩(wěn)定同位素示蹤的長江源區(qū)徑流源解析研究4圖1-2長江源區(qū)降水量及極端指數(shù)的年際變化（a、b、c、d）和變化幅度（e）Fig.1-2Interannualvariation(a,b,c,d)andchangerange(e)ofprecipitationandextremeindexinthesourceregionoftheYangtzeRiver（4）長江源區(qū)冰凍圈劇烈萎縮是徑流成分變化的主要影響因素受全球氣候變暖影響，1990年以來高寒區(qū)的冰川面積加速后退，多年凍土明顯退化，積雪面積持續(xù)減少。依據(jù)1969－1971年和1999－2002年的監(jiān)測資料，發(fā)現(xiàn)長江源區(qū)大部分冰川處于退縮階段，平均冰川長度退縮了108.3m，退縮面積為68.13km2（圖1-3），占1969－1971年總冰川面積的6.9%（Xuetal.,2013）。氣象數(shù)據(jù)顯示長江源區(qū)冰川退縮主要是由溫度升高引起的。2009年長江源區(qū)的冰川總面積為1060.2km2（Yaoetal.,2014），但從1969－1971年到2009年以來
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文基于穩(wěn)定同位素示蹤的長江源區(qū)徑流源解析研究5冰川面積已減少155.33km2。此外，冰川消退速度正在逐年加快，從1969－1999年的2.27km2/a增加到1999－2009年的8.72km2/a，增加了2.8倍（圖1-3）。以格拉丹東冰川為例，1964年到2010年，冰川總面積減少了45.75km2，相對(duì)變化量為6.8%（Wangetal.,2013），同時(shí)冰川后退的速度也加快了（圖1-3）。實(shí)地測量資料表明，2008年到2012年期間，冬克瑪?shù)妆ㄒ舶l(fā)生了嚴(yán)重的消融，冰川末端已后退19.7m，平衡線高度比20世紀(jì)90年代初高120m，質(zhì)量平衡為-1584mm，夏季溫度的升高是冰川消融的控制因素（Zhangetal.,2013a）。這些結(jié)果反映了在氣候變暖背景下冰川加速消融。圖1-3長江源區(qū)冰川消退速率（a）、格拉丹東冰川面積變化（b）、凍土活動(dòng)層厚度的變化（c）和降雪量的變化（d）Fig.1-3Glacierretreatrate(a),glacierareachangesinGeladandong(b),thicknesschangeofpermafrostactivelayer(c)andsnowfallchange(d)inthesourceregionoftheYangtzeRiver在冰川加劇消融的同時(shí)，長江源區(qū)多年凍土也在加速退化。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，研究區(qū)的雜多、玉樹和大武站在1961－1970年到1990－2001年的最大凍結(jié)深度分別下降了24cm、1cm和9cm（Wangetal.,2005）。如圖1-3所示，2006－2011年，五道梁、可可西里、紅梁河、風(fēng)火山、不凍泉、烏里、開心嶺觀測點(diǎn)的多年凍土活動(dòng)層深度也分別增加了33cm、15cm、4cm、22cm、19cm、73cm和9cm。
本文編號(hào)：2900973
【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：125 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
長江源區(qū)溫度及極端指數(shù)的年際變化（a、b、c、d、e）和變化幅度（f）
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文基于穩(wěn)定同位素示蹤的長江源區(qū)徑流源解析研究4圖1-2長江源區(qū)降水量及極端指數(shù)的年際變化（a、b、c、d）和變化幅度（e）Fig.1-2Interannualvariation(a,b,c,d)andchangerange(e)ofprecipitationandextremeindexinthesourceregionoftheYangtzeRiver（4）長江源區(qū)冰凍圈劇烈萎縮是徑流成分變化的主要影響因素受全球氣候變暖影響，1990年以來高寒區(qū)的冰川面積加速后退，多年凍土明顯退化，積雪面積持續(xù)減少。依據(jù)1969－1971年和1999－2002年的監(jiān)測資料，發(fā)現(xiàn)長江源區(qū)大部分冰川處于退縮階段，平均冰川長度退縮了108.3m，退縮面積為68.13km2（圖1-3），占1969－1971年總冰川面積的6.9%（Xuetal.,2013）。氣象數(shù)據(jù)顯示長江源區(qū)冰川退縮主要是由溫度升高引起的。2009年長江源區(qū)的冰川總面積為1060.2km2（Yaoetal.,2014），但從1969－1971年到2009年以來
蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文基于穩(wěn)定同位素示蹤的長江源區(qū)徑流源解析研究5冰川面積已減少155.33km2。此外，冰川消退速度正在逐年加快，從1969－1999年的2.27km2/a增加到1999－2009年的8.72km2/a，增加了2.8倍（圖1-3）。以格拉丹東冰川為例，1964年到2010年，冰川總面積減少了45.75km2，相對(duì)變化量為6.8%（Wangetal.,2013），同時(shí)冰川后退的速度也加快了（圖1-3）。實(shí)地測量資料表明，2008年到2012年期間，冬克瑪?shù)妆ㄒ舶l(fā)生了嚴(yán)重的消融，冰川末端已后退19.7m，平衡線高度比20世紀(jì)90年代初高120m，質(zhì)量平衡為-1584mm，夏季溫度的升高是冰川消融的控制因素（Zhangetal.,2013a）。這些結(jié)果反映了在氣候變暖背景下冰川加速消融。圖1-3長江源區(qū)冰川消退速率（a）、格拉丹東冰川面積變化（b）、凍土活動(dòng)層厚度的變化（c）和降雪量的變化（d）Fig.1-3Glacierretreatrate(a),glacierareachangesinGeladandong(b),thicknesschangeofpermafrostactivelayer(c)andsnowfallchange(d)inthesourceregionoftheYangtzeRiver在冰川加劇消融的同時(shí)，長江源區(qū)多年凍土也在加速退化。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，研究區(qū)的雜多、玉樹和大武站在1961－1970年到1990－2001年的最大凍結(jié)深度分別下降了24cm、1cm和9cm（Wangetal.,2005）。如圖1-3所示，2006－2011年，五道梁、可可西里、紅梁河、風(fēng)火山、不凍泉、烏里、開心嶺觀測點(diǎn)的多年凍土活動(dòng)層深度也分別增加了33cm、15cm、4cm、22cm、19cm、73cm和9cm。
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