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伊塞克湖水位变化及其驱动要素研究

文献类型:学位论文

作者孔庆凯
答辩日期2023-06
文献子类专业学位
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院地理科学与资源研究所
导师罗毅 ; 袁国富
关键词伊塞克湖 湖泊水位 水量平衡 驱动要素 气候变化
学位名称硕士
学位专业农业管理
英文摘要伊塞克湖位于中亚吉尔吉斯斯坦境内,天山山脉北麓,是中亚第一大高山封闭湖,世界第二大高山封闭湖,降水和冰雪融水是湖泊的主要补给源。地处高寒山区,伊塞克湖受人类活动影响稳定,其水体对气候变化反应异常敏感。二十世纪八十年代是中亚气候由暖干向暖湿转型的关键时期,伊塞克湖表现出明显的不稳定性。由于山区地处偏远、水文气象数据获取困难,致使对伊塞克湖近期的动态变化特征及其驱动机制了解有限。为提高对伊塞克湖动态变化的认识,基于多源卫星遥感数据提取了1981—2016 年伊塞克湖水位、面积和水量变化时间序列,分析其变化特征;基于耦合冰川模块的分布式水文模型SWAT-RSG 模型(Soil and Water Assessment Tool-Rain,Snow and Glacier)建立伊塞克湖水量平衡模型,模拟水量平衡分量变化,定量探讨伊塞克湖水位变化的主要驱动因素。论文的主要结论如下: (1)1981—2016 年伊塞克湖水位表现出上升的趋势,上升速率为0.08m·(10a)-1。湖水位以1998 年为分界点呈现出两个明显变化阶段:1981—1998年为下降阶段,下降速率为0.21 m·(10a)-1;1999—2016 年为上升阶段,上升速率为0.22 m·(10a)-1。湖泊面积、水量变化与水位变化一致。 (2)1981—2016 年期间,湖面降水、湖面蒸发、山区产流和耕地耗水均呈增加趋势,增加速率分别为10.0 mm ·(10a)-1、22.7 mm ·(10a)-1、34.5 mm ·(10a)-1 和6.0 mm ·(10a)-1,多年平均水量分别为308 mm、960 mm、709 mm 和45mm。降雨产流、融雪产流、融冰产流占山区产流的比例分别为48%、32%和20%,多年平均量分别为340 mm、224 mm 和146 mm,其中降雨产流呈显著增加趋势,融雪产流相对稳定,融冰产流呈不显著减少趋势。 (3)人类活动是1981—1998 年伊塞克湖水位下降的主要驱动因素。1981—1998 年期间,湖泊水量收入(956 mm)小于水量支出(988 mm),湖泊水量平衡处于负平衡(- 32 mm)。自然状态下(不考虑耕地耗水),湖泊水量平衡为16 mm,耕地耗水(48 mm)导致湖泊由自然状态下的正平衡(16 mm)转为负平衡(-32mm),湖水位呈下降趋势。 (4)降水是1999—2016 年伊塞克湖水位上升的主要驱动因素。1999—2016年期间,自然状态下(不考虑耕地耗水),湖泊水量平衡为100 mm,大于耕地耗水(57 mm),说明气候变化是1999—2016 年伊塞克湖水位上升的主要驱动因素。相较于1981——1998 年,1999—2016 年期间湖面降水、降雨产流、融雪产流、融冰产流、湖面蒸发和耕地耗水分别增加39 mm、98 mm、-1 mm、-13 mm、38 mm和9 mm。总的来看,降水(湖面降水和降雨产流的综合)对湖泊水位上升起正向作用,气温(湖面蒸发和融冰产流的综合)对湖泊水位上升起负向作用。此外,Mann-Kendall 分析表明,水位变化拐点出现时间滞后于流域气温突变时间4 年,滞后于流域降水突变时间1 年,说明伊塞克湖水位对流域降水变化更加敏感。 本研究不仅有助于理解和认识气候变化下伊塞克湖的响应规律,也能为流域水资源管理及流域水文过程研究提供参考。
语种中文
页码81
源URL[http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199365]  
专题地理科学与资源研究所_研究生部
推荐引用方式
GB/T 7714
孔庆凯. 伊塞克湖水位变化及其驱动要素研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023.

入库方式: OAI收割

来源:地理科学与资源研究所

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