高寒地区水文过程模拟及径流情势评估研究：以雅砻江泥曲流域为例-地理资源与环境.pdfVIP

高寒地区水文过程模拟及径流情势评估研究 ——以雅砻江泥曲流域为例 摘 要 高寒地区的水文循环受冰雪与冻土的影响，加上缺少观测资料，一直是国内外水文模拟 研究的难点。近来以全球气候变暖为主要特征的气候变化正影响着高寒地区的水文过程，给 该区域上的水资源可持续开发利用和生态环境保护带来挑战。因此，迫切需要开展气候变化 下高寒地区水文循环模拟及径流情势评估工作，对维护江河源区水源涵养功能、保障流域水 安全具有重要意义。本论文发展了基于能量平衡原理的融雪型新安江模型，以流域外邻近站 点观测信息插值到空间栅格上的气象资料为输入数据，驱动该模型研究我国南水北调西线调 水区——泥曲流域的水文过程及其气候变化下的水文响应。 融雪型新安江模型基于能量平衡计算融雪过程，考虑冻土对水文过程的影响，能够模拟 流域上积雪覆盖面积、雪深、融雪能力、实际融雪量(在本论文的融雪方案中，融雪同时受 能量和水量条件限制，实际融雪水当量取融雪能力和雪深较小值) 、蒸散发能力、土壤水分 和径流量的时空分布。并以 MOD10A2 产品和实测径流量进行验证，模拟取得较满意的结 果。月积雪覆盖面积模拟值与 MOD10A2 产品的相关系数为 0.88 。融雪型新安江模型无论 在率定期或校准期，洪水期或枯水期的模拟效果皆优于新安江模型，模拟的朱巴站日径流高 低效率系数M , M log 分别为 0.67 和 0.81 。 E E 基于融雪型新安江模型，探讨了泥曲流域上未来可能发生的水文响应。研究结果表明： 泥曲流域在 2020s\2050s\2080s 蒸散发能力较基准年（1961-1990 年）提高了 4.81% ，8.27% 和 12.22%；融雪能力增加了45% ，63.08%和84.56%；降雪量减少了28.35% 、39.92%和52.43%， 雪深减少了 15.45%，21.11%和 23.76% ；土壤水分降低了 12.42%，15.74%和 22.09% ；径流 量增加了 4.49% ，2.62%和 3.69% 。实际年蒸散发量增加了2.4% ，5.4%和 9.5% 。 将 RVA(Range of Variability Approach)方法应用于泥曲气候变化影响研究。结果表明未来 气候情景下泥曲整体径流情势改变程度低，其中低流量对气候变化的更敏感。未来流域上径 流单向增长或减少的趋势将强化，年内径流分配更不均。 提出生态流量估算方法计算泥曲生态需水量。生态流量指为了维护河流生态系统所应 保持的最低要求。研究表明泥曲可调水量主要集中于 5~10 月，从趋势上分析发现未来 5 月 和 6 月可调水量将增加，10 月可调水量将下降。朱巴站可调水量为 9.59 亿 m³/a ，泥柯站可 调水量为 6.80 亿 m³/a ，占总径流量的 58%。南水北调西线一期工程计划从泥曲调水 8 亿 m³/a ，该调水方案对仁达至朱巴河段的生态系统构成威胁，需谨慎实施。 I 这些成果显示，在一定的气象数据条件支持下，融雪型新安江模型为高寒地区的水文模 拟和未来气候变化情景下的水文响应研究及应用提供了有效的途径。 关键词：高寒地区, 气候变化, 泥曲流域, 融雪型新安江模型, 生态流量 II The Simulation of Hydrological Processes and Runoff Regime Assessment in Alpine Region —A case study in Niqu basin Shu Chang(Physical Geography) Directed by Prof.Mo Xingguo and Liu Suxia