黃河流域水資源對氣候變化的響應研究.pdf

1、隨著社會經濟的快速發(fā)展，人們對水資源的需求日益增加，黃河流域水資源供需矛盾突出，而其氣象、水文條件又決定了水資源系統(tǒng)對氣候變化非常敏感，未來全球氣候變化會對黃河流域的水資源產生深遠影響，給流域水資源的規(guī)劃管理及其可持續(xù)利用帶來挑戰(zhàn)。因此，研究黃河流域歷史和未來時期水資源對氣候變化的響應是十分必要的。本文基于流域V IC水文模型，結合地面氣象觀測資料和大氣環(huán)流模型輸出的氣候變化情景，對黃河流域水資源響應的變化規(guī)律以及徑流和蒸發(fā)對氣象要素變

2、化的敏感性影響進行分析。論文的主要研究內容與結果包括以下方面：
　　（1）構建黃河流域V I C水文模型，對黃河流域各控制站點徑流過程進行模擬，驗證所構建模型的適用性。研究結果表明，本文所構建的V IC水文模型能夠較好的模擬黃河流域各控制站點的徑流過程，總體效果能達到模擬要求。
　?。?）利用歷史時期地面水文觀測資料結合V IC水文模型，對黃河流域歷史時期水文氣象要素的變化進行了分析，分離黃河流域氣候變化和人類活動對徑流變化

3、貢獻率。研究結果表明，歷史時期（1966-2005）黃河流域年平均降水從上游到下游逐漸增加，但上游地區(qū)降水從Ⅰ區(qū)到Ⅳ區(qū)逐漸減少，除冬季降水增加外，其余季節(jié)降水均減小；從上游到下游，黃河流域最低和最高氣溫均逐漸升高，其中冬季增溫幅度最大；水分條件決定蒸發(fā)的大小，蒸發(fā)量的空間分布與降水量分布較為一致，上游蒸發(fā)序列逐漸增加，中游逐漸減少；產流量與降水量關系密切，黃河流域Ⅰ區(qū)產流最高；黃河源區(qū)人類活動影響因素貢獻較低，其余各分區(qū)人類活動是徑流量

4、改變的主要因素。
　　（3）未來氣候條件下氣象要素變化研究。首先比較三種全球氣候模式對黃河流域氣候的模擬能力，表明氣候模式對降水模擬效果不確定性較強。相對于降水而言，氣候模式對氣溫模擬效果均較好，尤其是最低氣溫。采用Delta方法從G C M數據中獲取未來氣候要素變化特征，預估黃河流域未來氣候變化情況，結果表明，未來多數氣候情景下流域降水有所增加，最高、最低氣溫均呈增溫趨勢，不同的模式、區(qū)域與季節(jié)的氣象要素空間變化都有不同，與歷史

5、相比黃河流域各區(qū)域冬季降水改變幅度最大，秋季最高氣溫增長最為明顯，冬季最低氣溫增溫最為明顯。
　?。?）未來氣候條件下水文要素變化分析。以未來情景資料驅動V IC水文模型，對比當代氣候與未來氣候水文要素變化。結果表明，未來時期黃河流域蒸發(fā)有所增加，且幅度大小從上游向下游逐漸降低；徑流變化受到降水與氣溫多重影響，不同氣候模式下黃河流域各控制站點未來徑流變化情況不一，不同站點不同季節(jié)氣象要素變化對徑流影響也不同。BCC-CSM1.1模

6、式下瑪曲站年平均徑流量減少，唐乃亥站除RCP8.5情景徑流增加外， RCP2.6和 RCP4.5情景均減小，蘭州、頭道拐、三門峽、花園口等站年平均徑流量均增加；M IR OC-E S M模式徑流變化最大，黃河流域各控制站點徑流均增加；MIROC-ESM-C H E M模式除花園口站點RCP2.6情景徑流減小，其余站點徑流均增加。
　?。?）徑流和蒸發(fā)對氣象要素變化的敏感性研究。采用假定氣候變化情景方法得到對應時段內的徑流和蒸發(fā)數據

7、，并采用氣候彈性系數法進行季節(jié)尺度的對比分析。降水方面，降水增大導致流域各站點徑流明顯增大，反之徑流明顯減少；最低溫度變化對徑流的影響隨著站點不同有所改變，最低氣溫降低導致流域徑流總體增加，而最低溫度增加將導致黃河上游瑪曲、唐乃亥、蘭州、頭道拐等站點徑流減小，中游三門峽和花園口站徑流增加；最高氣溫增大將導致流域各站點徑流減小，反之徑流增大，并且變化幅度遠高于最低氣溫的影響。蒸發(fā)方面，降水增大蒸發(fā)明顯增大，反之蒸發(fā)明顯減少，并且降水變化相