基于CMIP6的全球及干旱带干旱时空演变

针对全球范围内极端气候事件频繁发生的问题,采用等距离分位数方法,构建CMIP6模式高精度降水、气温数据库,耦合帕默尔干旱指数(PDSI)预估未来情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5)下全球及干旱带干旱特征时空演变趋势。结果表明:经过偏差校正的CMIP6模拟精度明显提高;基准期(1979—2014年)全球干旱频次变化较小,干旱历时较长,干旱烈度较强,干旱带的干旱烈度较弱;预测期(2025—2060年)全球干旱特征在时空分布上差异性显著,干旱频次较高,平均干旱历时增加,平均干旱烈度增强;预测期干旱带干旱频次、干旱历时和干旱烈度均呈现增加趋势,热带/亚热带干旱带和温带干旱带变旱趋势较显著。     

考虑水土保持措施的水文水力耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,在考虑流域水保措施的情况下,建立了水文学水力学相耦合的适用于黄土干旱区小流域的分布式水文模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用分布式水文模型对该流域1970年~1989年11场洪水进行了流量过程模拟。结果表明：计算结果与实测值基本吻合,一定程度证实了所研制水文模型结构、参数和计算方法的合理性。     

黄河流域1961—2012年蒸散发时空变化特征及影响因素分析

基于黄河流域1 500个0.25°×0.25°网格,应用可变下渗能力模型VIC-3L计算1961—2012年黄河流域水文过程,获得日尺度的实际蒸散发量和潜在蒸散发量数据。运用Mann-Kendall趋势检验方法和Budyko水分能量平衡公式,分析了实际蒸散发量、潜在蒸散发量、蒸散发率和干燥指数的时空变化趋势及蒸散发受水分能量供应条件限制情况。结果表明:总体上实际蒸散发量和潜在蒸散发量呈减小趋势,其中潜在蒸散发量减小趋势显著,但在流域不同区域的增减趋势不同;蒸散发率和干燥指数的变化不明显;黄河流域上游蒸散发主要受能量供应条件限制影响,而中下游受水量供应条件限制影响较大。     

基于SEBAL模型的老哈河流域蒸散发研究

针对传统的蒸散发计算方法存在的不足,采用基于地表热量平衡的SEBAL模型,利用1 km分辨率的MODIS影像数据估算了位于半干旱地区的老哈河流域的实际蒸散发量及其时空分布特征,并综合分析了蒸散发量与土地利用、土地覆被、地表温度、植被指数、高程、坡度的关系.结果表明,该流域蒸散发时空分布不均匀,且实际蒸散发与地表温度呈指数相关,与归一化植被指数和高程等参数呈线性相关.该方法可为国内半干旱地区的实际蒸散发研究提供参考.     

基于GRACE数据监测黄河流域陆地水储量变化

利用2003—2015年的GRACE重力卫星数据,结合降水量与蒸发量数据,研究黄河流域水储量的时空变化情况,分析其变化趋势与影响因素,并将GRACE数据与GLDAS水文模型的反演结果进行比较,验证GRACE反演结果的准确性。结果表明:研究时段内,黄河流域水储量呈下降趋势,水储量呈现季节性变化,夏秋季水储量较丰,春冬季较少,空间上由西向东递减;相比蒸发量,水储量与降水量相关性更好。     

气候变化对海河流域水文特性的影响

本文应用大尺度陆面水文模型——可变下渗能力模型VIC(Variable Infdtration Capacity)与区域气候变化影响研究模型PRECIS(Providing Regional Climatefor Impacts Studies)耦合,对气候变化情景下海河流域水资源的变化趋势进行预测。结果表明：未来气候情景下,即使海河流域降水量增加,年平均径流量仍将可能减少,预示海河流域的水资源将十分短缺;若考虑21世纪人口增长因素,海河流域的水资源形势将更加严峻;未来气候情景下,汛期的径流量增加,说明海河流域发生洪水的可能性将增大。     

基于栅格的分布式流域水文模型的构建与应用

以栅格植被根系层深度、田间持水量、饱和土壤含水量作为衡量流域内各点蓄水容量和最大蓄水容量的基础,建立了基于蓄满产流的栅格型分布式流域水文模型,并模拟了积雪融雪、蒸散发及产汇流过程.模拟结果表明,构建的流域水文模型模拟精度较高,方法可行.     

基于SBM-GWR模型的中国省际用水效率及其影响因素分析

针对目前用水效率相关研究中较少考虑用水产生的社会效益的不足,基于2003～2017年的面板数据和SBM-DEA模型,将社会发展指数纳入期望产出评估中国30个省市的用水效率;采用Tobit模型和地理加权回归模型,定量分析我国各省域用水效率的影响因素及其时空分布特征。结果表明,我国27个省市用水未能达到有效状态,存在投入冗余或产出不足现象;各影响因素对用水效率的影响具有时空差异性;不同影响因素对各省用水效率的影响程度存在差异,其中受教育年限影响程度最高。     

不同水文模型在老哈河流域的应用与比较

为研究不同水文模型在半湿润半干旱地区老哈河流域上的适用性,分别选取老哈河流域的西泉、初头朗两个子流域1970～2003年的实测资料,应用新安江模型和垂向混合产流模型进行模拟计算,并对比分析其模拟结果.结果表明,在西泉和初头朗流域,垂向混合产流模型的模拟精度总体上均高于新安江模型;垂向混合产流模型更适用于初头朗流域.     

气候变化下老哈河流域潜在植被动态变化模拟

依据老哈河流域自然地理特征,对LPJ模型参数进行修正,对比模拟的基准年潜在植被分布与TM遥感数据解译的2000年土地覆被数据,发现改进的LPJ模型能较好地模拟老哈河流域植被类型的空间分布趋势。采用IPCC-SRES B2情景气候数据和LPJ模型模拟2000—2100年老哈河流域潜在植被对气候变化的响应。结果表明:2071—2100年老哈河流域林地面积大幅度增加,呈现向东和向北移动趋势,而草本植被逐渐减少;各月平均叶面积指数除2020s夏季外均高于基准年;在气候变化情景下,植被净初级生产力南高北低分布的格局基本不变,但总量逐渐上升,且原本净初级生产力值较高的南部地区增加最为明显。