基于SDSM-SWAT模型的汉江上游径流变化模拟

为分析汉江上游流域径流对气候变化的水文响应过程,耦合了SWAT水文模型和SDSM降尺度模型,选用石泉和黄家港水文站1990～2005年历史月径流资料,对水文模型进行率定和验证,并将2011～2100年CanESM2模式下低等排放情景(RCP2.6)和高等排放情景(RCP8.5)两种情景输出因子降尺度到汉江上游流域各站点,生成未来气候情景数据,模拟流域未来气候变化下的径流响应过程。结果表明,SWAT模型在该流域径流模拟中具有很好的适用性;未来流域径流会呈现增加态势,RCP8.5情景较RCP2.6情景变化剧烈,且未来各月径流相对基准期变化更加剧烈,这为流域水资源管理与保护提供了参考与支持。     

未来气候变化对赣江上游区极端径流影响预估

受气候变化影响,近年来赣江上游区洪旱灾害频发,但缺少综合评估未来气候变化情景下赣江上游区极端径流演变特性。采用IPSL-CM5A-MR气候模式模拟的RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5排放情景下的气候数据经统计降尺度,驱动栅格型新安江水文模型,预估未来气候变化情景下赣江上游区极端径流的演变趋势。结果表明,栅格型新安江水文模型能合理地模拟赣江上游峡山站的历史日流量过程和极端径流;3种排放情景下极端高流量较基准年呈显著的增大趋势,RCP 2.6情景最为明显;3种排放情景下极端低流量较基准年明显减小,RCP 4.5情景极端低流量减幅最大。结果可为适应气候变化的水资源管理提供依据。     

气候变化对于桥水库径流影响研究

为研究气候变化对于桥水库径流的影响,耦合BP神经网络构建的径流模型和国际模式比较计划第五阶段(CMIP5)中的气候模式,通过偏差校正和空间缩减(BCSD)降尺度方法预测了天津市水源地于桥水库流域的气温和降水量降尺度,选取RCP4.5和RCP8.5两种情景作为径流模型的输入,预测气候变化下于桥水库径流变化趋势。结果表明,BP神经网络径流模型收敛速度快,模拟精度高,均方误差为0.013 32,模拟的相对误差不到10%,可用于于桥水库的径流模拟;BCSD降尺度方法对该区域模拟效果较好,于桥水库未来气温和降水均呈增加趋势,径流相较基准期有7.10%、10.20%的增幅。研究成果有利于掌握不同气候情景下对于桥水库未来径流影响,亦为该地区水库环境管理提供科学依据。     

顾及土地利用类型的大坡岭流域水文响应模拟研究

鉴于开展变化环境下流域的水文响应研究是实现流域良好管理的前提,以淮河源头大坡岭流域为例,通过构建SWAT模型,模拟并分析了流域不同土地利用类型的土壤水分值和地下水补给量,研究了在多种极端土地利用情景下流域径流的变化情况,并使用经过统计降尺度后的未来气象数据,结合未来土地利用预测数据,预估径流的变化情况.结果表明,SWA...     

HadGEM2-ES气候模式下黄淮平原典型区域作物灌溉需水量响应

基于最新的CMIP5中HadGEM2-ES全球气候模式预估数据,研究黄淮平原典型区域中牟县作物灌溉需水量对未来气候变化的响应。根据HadGEM2-ES全球气候模式预估的逐日降水、气温数据,结合研究区气象历史资料,建立气象要素统计降尺度模型,预测RCP8.5、RCP4.5、RCP2.6高、中、低三种排放情景下研究区气象要素,并由Penman-Monteith公式计算主要作物冬小麦和夏玉米的灌溉需水量,分析作物灌溉需水量对未来气候变化的响应。结果表明,未来气候情境下,气温升高,蒸发量增大,降水量有所增加,导致研究区冬小麦灌溉需水量减少,夏玉米灌溉需水量增大。从三种气候情景的平均预测结果来看,未来15年冬小麦灌溉需水量减少10.73%,夏玉米灌溉需水量增加14.23%;未来35年冬小麦灌溉需水量减少15.74%,夏玉米灌溉需水量增加18.03%。     

气候变化对湖北省未来水资源量变化趋势的影响

为研究湖北省未来水资源量变化趋势,采用全球气候模式未来降雨数据,导入时变增益模型模拟湖北省未来水资源量。结合全国第三次水资源调查评价,应用1957～2016年湖北省实测降雨、径流数据,对时变增益模型进行率定、验证。并选用BCC-CSM1-1、BNU-ESM、FGOALS-g2三种全球气候模式,选取RCP2.6与RCP8.5两种典型浓度路径下的降雨数据,作为时变增益模型的输入。结果表明,三种气候模式下2050～2089年湖北省水资源量相对于2020～2049年总体呈上升趋势,BCC-CSM1-1、BNU-ESM气候模式下RCP8.5浓度路径下的湖北省水资源量总体上低于RCP2.6浓度路径,FGOALS-g2气候模式则相反。     

基于CMIP5模式预估长江上游流域气温及降水时空特征

针对8个气候模式模拟的降水量较观测值系统偏大、模拟的平均气温较观测值系统偏小的问题,采用双线性内插降尺度方法及等距离分位数误差修正方法来减小系统误差,修正后的模拟效果均得到了大幅改善,且多个模式集合平均的模拟效果优于各个模式。基于长江上游82个气象站点的气象数据,利用修正后的8个模式预估长江上游2006～2099年降水、气温的变化情况。结果表明,在RCP4.5和RCP8.5情景下,8个气候模式模拟的长江上游未来时期的降水、气温均呈增加趋势,气温呈显著性增加;RCP4.5情景下的降水、气温增加趋势逐渐减弱,RCP8.5则逐渐增强,且RCP8.5的年际波动更大,4、5月的升温幅度要低于其他月份,且RCP8.5情景下的升温趋势要高于RCP4.5。两种情景下流域降水空间分布不均,呈东部及盆地多川西高原少、南多北少。冬季的降水线性趋势低,夏、秋季区域变化比较明显;秋、冬季的升温幅度要高于春、夏季。     

气候变化情景下广西参考作物腾发量估算及时空分布

气候变化条件下参考作物腾发量(ET0)的估算及其时空分布规律的预估可为灌区渠系合理配置及水资源优化调度提供参考依据。以广西壮族自治区为例,采用地区校正后的Hargreaves-Samani模型结合HadGEM2-ES全球气候模式RCP2.6、RCP8.5两种情景下2017～2100年研究区内21个站点的预估气温数据及反距离权重插值法(IDW),推求气候变化情景下研究区未来多年平均ET0及其时空分布规律。结果表明,RCP2.6、RCP8.5两种情景下未来广西区内年均ET0值均有不同程度地增长,且具有空间异质性,RCP2.6情景下2071～2100年广西大部分地区年均ET0较基准期(1970～2016年)增加量在80～120mm之间,而RCP8.5情景下2071～2100年广西年均ET0的增量均在120mm以上。     

信江流域土地利用变化的径流响应研究

针对信江流域土地利用变化的径流响应,基于分布式水文模型（SWAT）及SUFI 2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等时空数据并结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究。结果表明,率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,相关系数（R2）和纳西效率系数ENS均高于0.90、相对误差|Re|均小于2%,表明SWAT模型应用于该流域径流模拟的精度较高;在相同气候条件下,径流年内分配规律为2000年土地利用情景较1990年土地利用条件下月径流增加,年际分配规律为两期土地利用情景下的年际径流量变化趋势较为一致,2000年略大于1990年。     

基于SWAT模型的洮儿河流域气候变化的水文响应

鉴于未来气候变化趋势对洮儿河流域水资源的影响,将直接关系到下游地区湿地保护、区域社会经济发展、白城市各河流与嫩江的河库连通工程等,以SWAT模型为研究手段,选取1988~1996年的流域实测数据,对SWAT模型进行率定和验证,基于率定好的模型分析气候变化情景下洮儿河的径流变化趋势。结果表明,SWAT模型具有较高的模拟精度,可用于洮儿河流域的径流模拟;在未来气候变化情景下,洮儿河流域的径流量（2020、2030、2040年代）比基准期（1990~1996年）稍有增加,其阶段径流量呈现先增后减的趋势。     

基于CMIP5变化条件下的清江流域径流响应研究

为预测气候变化和土地利用变化条件下清江渔峡口站以上清江流域未来径流变化情况,首先建立SWAT模型,采用CMIP5三种模式下2016~2100年月降水情景数据,经降尺度后预测月径流。结果表明,未来年内最大月降水和月径流出现时间提前1~2个月,经Mann-Kendall(M-K)检验,降水和径流在2016~2100年间均呈整体增强趋势,但在2016~2035年内的降水和径流量均较历史时期(1990~1999年)低。在空间优化配置土地利用情景下的平均年径流量相对基准期年径流的变幅较现有土地利用情况下有所减小。研究成果对长江防洪、梯级电站调度工作有积极意义。     

变化环境下北京清水河流域径流响应研究

为辨析北京市清水河流域在变化环境下径流量的变化情况,利用分布式水文模型(WEP-L)模拟流域水文过程,利用模型计算结果分析气候(气温、降水)和土地利用类型发生变化的情况下清水河流域径流响应情况。结果表明,汛期降水减少和气温升高导致年径流量显著减少;气候变化是流域径流量减少的主要原因;在气温不变的情况下,随着降水的减少,径流量减少的量逐渐变小,但减少率增大;降水不变的情况下,径流量随着气温升高先增加后减少,减少率变化不明显;降水减少是径流量减少的主因。研究成果可为水资源开发管理和土地利用的合理规划提供依据。     

基于SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域径流模拟中的应用

为在江西修水流域高沙水文站以上汇水区域构建SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定、验证及不确定性分析,对修水流域1984~2003年月径流量过程进行模拟。结果表明,敏感度最强的前三个参数依次为土壤饱和导水率、土壤蒸发补偿系数和径流曲线数;率定期与验证期的纳什系数ENS值和相关系数R2值均高于090,月径流量模拟值与实测流量过程线拟合程度较好;95PPU置信区间的模拟值和实测值较为一致;不确定性区间较小,验证期小于率定期;实证了采用SUFI-2算法的SWAT模型在修水流域月径流模拟中具有一定程度的适宜性。     

珠江流域2015～2100年降水及气温的时空变化预测

为提供珠江流域可靠的水文气象信息,分别采用算术平均法(AM)和贝叶斯模型平均(BMA)集合预测方法预测1997~2005年的月均降水和月均气温,并与实测结果进行了对比,验证了BMA的优越性。接着采用BMA方法,结合第5次耦合模式比较计划(CMIP5)的数据,预测了珠江流域在RCP2.6、RCP8.5两种情景下2015~2100年的月均降水和月均地表气温。结果表明,除RCP8.5情景下的月均降水呈轻微下降趋势外,其他均呈上升趋势;在RCP8.5情景下的夏季,月均气温、月均降水的空间变化差异显著,月均降水的线性增长趋势的空间变化趋势与月均降水在该流域空间分布总趋势相一致,而月均气温则与其相反。研究成果为BMA方法应用于流域水文气象信息长期预测提供了依据。