氣候變化對東江流域徑流的影響.pdf

1、氣候是地球上某一地區(qū)多年時段大氣的一般狀態(tài)，是構成自然系統基本元素之一，是人類生存的基本要素之一，其變化關系著人類社會發(fā)展及自然系統的演變。因此20世紀90年代地球系統科學聯盟(ESSP)提出開展綜合集成與跨學科交叉的糧食、碳、水、人類健康等四大類關系人類生計與生存的關鍵可持續(xù)性問題方面的研究;特別是其對水文循環(huán)系統的影響，更是成為當時乃至今國際水文氣象學者研究的重點與熱點。
　　 徑流可以說是整個水循環(huán)系統的一個載體，它貫穿著

2、整個循環(huán)過程，它是參與者也是響應者，所以想要研究氣候變化對水循環(huán)系統的影響，就必須從徑流入手并加以實質研究。本文以東江流域為研究對象，以流域水文學為基礎，運用現代數學方法、計算機技術及建模手段，基于降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流等數據資料，研究氣候要素與水文要素的時空分布規(guī)律及動態(tài)變化特征，并分析氣候變化對徑流影響情況;把未來氣候變化情景與水文模型進行耦合，進一步定量研究氣象要素對徑流變化的影響規(guī)律。最后對本次研究中出現的問題及欠缺進行總結，為

3、以后進一步的研究打下基礎。論文主要研究成果如下:
　　 (1)根據東江流域降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流等氣象水文數據，運用趨勢分析、突變檢驗、周期分析等方法對研究區(qū)域水文氣象要素進行分析研究。結果表明:東江流域多年平均氣溫為22.17℃，并以0.174℃/10a的速率上升，在1990年發(fā)生明顯突變。流域年均降水量為1795mm，并以2.65mm/10a速率增加，整個并不存在突變現象;流域降水79％集中在4-9月份，并且存在12a主周期

4、8a的次周期;流域降水日數呈現明顯的下降趨勢，并于2005年發(fā)生突變現象，這就表明流域降雨強度變大，暴雨等洪澇災害將變的頻繁。流域蒸發(fā)皿(直徑20cm)多年平均蒸發(fā)量為1589mm，整體呈現顯著的下降趨勢為，并且在1991年前后發(fā)生了非常明顯的下降突變，受到緯度、海拔、日照時數及地形等的變化的影響，總體上呈現從南向北、從下游到上游、從平原到山區(qū)遞減的特征。
　　 (2)東江流域1956-2012年平均徑流量為326.6億m3，博

5、羅、劍潭及龍川控制站的徑流整體呈現上升趨勢，上升速率分別為2.9×108m3/10a、4×108m3/10a、1×108m3/10a。運用Mann-Kendall突變檢驗，發(fā)現龍川和劍潭控制站的徑流序列在1973年發(fā)生了明顯的突變，博羅控制站在1968年發(fā)生突變（信度大于95％）;三個控制站在1962年都發(fā)生由多到少的變化，1973年又發(fā)生了由少到多的變化，其中劍潭控制站變化幅度最大。流域年內徑流主要集中在4-8月份，5-7月徑流量是全

6、年最大的，10月到次年3月徑流是全年最小的;1月、7月徑流呈現明顯的增長趨勢，5月、6月徑流有呈現明顯的減少趨勢。利用小波變換進行周期分析，發(fā)現主周期為12a，次周期為8a。徑流的這些變化特征與降水的非常相似。
　　 (3)采用分布式水文模型SWAT對東江流域徑流進行模擬和驗證，采用參數敏感行分析，運用SWAT自動校準模塊進行校對。模擬分為率定期和驗證期，模擬值比實際觀測值偏大8％-9％，對模擬值精度分析，誤差率η=9.54％與

7、確定性系數R2=0.82都在精度范圍內，說明SWAT適用于東江流域，并且模擬精度較好。
　　 (4)通過對水文氣象要素的特征分析研究，選取3種未來氣候情景與SWAT模型進行耦合預測流域未來徑流的變化情況。預測結果表明:徑流對降水變化的敏感度比對溫度變化的大。具體來說，氣溫每上升1℃，徑流約減少2％-3％;降水量增加10％，徑流約增加13％-17％;當二者綜合作用，徑流變化幅度更大。徑流的變化必將引起整個水循環(huán)系統的變化，水循環(huán)系