气候变化对滦河流域水文循环的影响及模拟-资源科学.PDF

Resources Science 第33卷 第5期 2011年5月 2011，33（5）：966-974 Vol.33，No.5May ，2011 文章编号：1007-7588（2011）05-0966-09 气候变化对滦河流域水文循环的影响及模拟 张利平 ，曾思栋，王任超 ，夏 军1 1 1 2 （1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉430072； 2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101） 摘 要：气候变化对我国各地区水资源影响的时空格局变化，尤其是对水资源工程和规划的影响，是气候变 化影响评估的重要内容。本文以滦河流域为研究流域，采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法，分析 了1957年-2001年的水文气象要素变化特征；基于数字高程模型、土地利用和土壤类型等资料，应用SWAT分布式 水文模型模拟滦河流域水文循环过程，由月径流量计算结果，模拟期效率系数达到77.2%，检验期达到83.1%，表明 SWAT模型在该流域具有一定适用性；根据IPCC第四次评估报告多模式结果，分析了IPCCSRES-A2、A1B、B1情 景下21世纪降水、气温、径流、蒸发的年响应过程，以1961年-1990年作为基准期，结果表明3种情景下从2011 年-2099年以上各水文要素都呈增加趋势，且降水、气温、蒸发都较基准期有所增加，而径流量在2020s（2011 年-2040年）径流量相对基准期减少，且在A2、B1情景下2050s（2041年-2070年）径流量依旧减少，到2080s （2071年-2099年）3种情景下径流量才增多。该结果将为南水北调中线工程水资源分配的制定提供较为科学的理 论依据，对于保证海滦河流域社会经济可持续发展等方面具有重要参考价值。 关键词：滦河流域；气候变化；水文循环；SWAT模型 1 引言 模拟的不确定性，开始采用多个气候模型集合平均 [3] 气候变化对水资源的影响及其适应性是国际 的方法 。 社会普遍关注的全球性问题。气候变化对我国各 滦河（39°10N-42°30N，115°30E-119°15E）是 地区的水资源影响的时空格局变化，尤其是对水资 海河流域 （图1）的四大水系之一，全长888km，流域 源工程和规划的影响，将是气候变化影响评估的重 面积44750km，属于典型的温带大陆性气候，年均2 要内容。未来气候变暖背景下我国水资源面临着 气温5～12℃，夏季炎热多雨，春秋干旱少雨，冬季 很多不确定性，将给水资源可持续利用和管理及社 寒冷干燥，多年平均降雨量为400～700mm。但径 会经济系统带来新的巨大挑战。气候变化对水文 流量年内分配不均，70％的水量集中在7月-9月的 水资源的影响研究方法已经从过去的采用假定的 汛期，且年际丰枯变化悬殊，常出现连续丰水年和 [4-5] 气候变化值，或由GCMs输出的大气CO 浓度加倍 连续枯水年的异常现象 。该地区经济发达、人口 2 达到稳定状态时的气候情景值，由此构建的气候平 稠密、用水量大，生态与环境已趋于严重恶化，是严 均态变化驱动水文模型，发展到IPCC第三、四次评