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自然资源学报气候变化对淮河流域水量水质影响分析张永勇花瑞祥夏瑞中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京中国科学院大学北京中国环境科学研究院北京摘要气候变化对水量水质的影响是气候变化与水研究领域热点和难点问题之一尤其是对水质的影响论文以淮河中上游流域为例利用德国马普研究所的气候模式情景数据驱动已率定好的分布式水量水质耦合模型模拟和分析了未来近期年代和中长期年代气候变化对流域出口断面水量水质过程产流系数和污染空间分布的影响此外基于历史典型重大突发性水污染事件时期极端
自然资源学报, 2017, 32(1): 114-126
Journal of Natural Resources DOI: 10.11849/zrzyxb
气候变化对淮河流域水量水质影响分析
1 1,2 3
张永勇 ,花瑞祥 ,夏 瑞
(1. 中国科学院地理科学与资源研究所,中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室,北京 100101;
2. 中国科学院大学,北京 100049;3. 中国环境科学研究院,北京 100012)
摘要:气候变化对水量水质的影响是气候变化与水研究领域热点和难点问题之一,尤其是对
水质的影响。论文以淮河中上游流域为例,利用德国马普研究所的气候模式(MPI )情景数据驱
动已率定好的分布式水量水质耦合模型,模拟和分析了未来近期(2020 年代)和中长期(2030 年
代)气候变化对流域出口断面水量水质过程、产流系数和污染空间分布的影响。此外,基于历
史典型重大突发性水污染事件时期极端降水的时空分布特征,推测未来可能发生突发性水污
染事件的频率和时间。研究表明:1)温室气体中等排放A 1B 情景下,相比于基准年(1990 年
代),流域降水呈下降趋势,但气温增幅近2 ℃,势必导致出口断面径流量明显减少和流域蒸散
发增加,也导致入河非点源负荷减少;此外气温升高导致水体污染负荷降解速率加快,因此出
口断面的污染负荷也有所减少。2 )从空间分布来看,未来流域产流系数将有所降低。受气候
变化影响较高的地区为沙颍河上游和涡河上游地区。受产流系数降低的影响,流域水污染发
生率将有所上升,影响较高的区域位于洪汝河上游、沙颍河上游和贾鲁河等水系。3)在排污水
平和闸坝调度规则不变的情况下,2020 年代和2030 年代重大突发性水污染事件预测可能发生
时间为2035 年7 月,约为20 a 一遇,低于基准期间约3 ~4 a 一遇。总的来说,相比于基准年,气
候变化对淮河中上游流域未来水量水质的影响适中。
关 键 词:气候变化;水量水质;SWAT模型;突发水污染事件;淮河流域
中图分类号:P333.1;P467 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2017)01-0114-13
气候变化已成为世界公认的事实,并对地球系统岩石、大气、水和生物等圈层产生
[1-2]
了不同程度的影响 。作为联系各圈层的关键纽带之一,水循环也不可避免地受到了气
候变化的影响,由此导致水资源在时间和空间、质量和数量上均发生改变。如气候变暖
引起蒸发速率的增加,导致中纬度地区和半干旱低纬度地区可用水量减少,干旱事件增
[3]
多;降水的增多导致热带潮湿地区和高纬度地区可用水量的增加 。而未来气温的增加、
[1,4-5]
极端降水的增多等将加剧水体污染,加速富营养化事件的发生 。因此,分析水资源质
与量的演变特征必须考虑气候变化等非稳态性因素的影响,可为变化环境下水资源管理
提供决策依据。
自20 世纪70 年代末,气候变化对水循环的影响逐步受到世界关注。由世界气象组织
(WMO )、国际科学理事会 (ICSU )和国际水文科学协会 (IAHS )等组织发起,先后开
收稿日期:2016-02-29 ;修订日期:2016-06-12。
基金项目:国家自然科学基金面上项目 );中国科学院地理科学与资源研究所秉维优秀青年人才计划
(2015RC201 );中国科学院青年创新促进会 (2014041 )。[Foundation items: National Natural Science Foundation of
China, No. Program for “Bingwei”Excellent Talents in Inst
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