摘要
随着全球气候变暖和人类活动加剧，流域产汇流过程变化显著，水资源供需矛盾突出，对经济社会发展和生态环境保护造成一定的影响。探究水文要素变化特征及驱动因素，旨在为流域水资源管理与调控、维持水生态系统平衡提供数据支撑。本文以黄河重要的一级支流伊洛河为例，评估了 7种数值模拟法与SWAT模型在该流域分割基流的适宜性，探讨了径流及其组分的演变特征，并量化了气候、土地利用等因素对水文过程的影响，主要的内容与结论如下: （1）定性、定量分析了 7种数值模拟法所得的基流过程线、基流指数（Baseflow Index,BFI）及其统计值。结果表明:数字滤波F2法（Chapman法，简称F2法）在该流域的适宜性较好;采用枯水期退水曲线验证，F2法分割结果在三个退水时期NSE均大于0.6,R2均大于0.8,RMSE值相对较小，评价指标结果可靠。总体上SWAT模型与F2法估算的基流具有较好的一致性，但前者迟滞效应更显著，且通过模型模拟可以获得完整的水文序列。本文依据径流划分为地表径流、壤中流和基流的原理，选用SWAT模拟的基流和地表径流数据，进一步分析水文过程。 （2）分析了伊洛河径流及其组分年际变化的趋势性、突变性和周期性特征，以及年内分布和季节性变化特征。结果表明:1964-2017年，径流量、地表径流量、基流量及BFI整体呈减少趋势;径流、基流和BFI的显著突变时间分别在1990年、1985年和1985年左右，该突变与20世纪80年代后实施水土保持措施和水利设施建设有重要关系;径流量、基流量及BFI变化的第一主周期均为32年，地表径流变化的第一主周期为27年。水文要素年内分配不均匀，极值相差悬殊，夏季和秋季占比较大，春季和冬季占比较小，且夏季和秋季的年际间波动幅度较大。 （3）根据相关性分析结果，水文与气象要素年际变化相关性较强，普遍通过了0.01水平的显著性检验;交叉小波和小波相干法的结果表明，水文与气象要素存在较多不同共振周期的相位关系，降水、潜在蒸散发与水文要素的高凝聚性相关较温度更显著，说明二者对水文过程影响更直接。采用基于Budyko假设的弹性系数法和SWAT模型定量分析了水文要素对气候变化的响应，结果表明气候对径流及其组分变化的影响占主导地位。 （4）基于SWAT模型情景模拟法量化了土地利用及其他因素对水文过程的影响，结果表明不同时期土地利用变化对径流、地表径流和基流的贡献率分别为-2.17％、-31.59％和0.67％,对径流、地表径流和基流影响最大的土地利用类型分别为草地、建设用地和草地，不同土地利用类型对水文要素空间分布的影响效果不同。降水、气温和土地利用的综合作用对径流、地表径流和基流的贡献率分别为86.04％、42.06％和91.26％,气候和土地利用间存在的相互作用对径流、地表径流和基流的贡献率分别为2.29％、-2.46％和2.51％。除降水、温度和土地利用外，其他因素对径流、地表径流和基流的贡献率分别为13.96％、57.94％和8.74％。
NETL