乌鲁木齐河上游径流模拟及其对未来气候变化的响应

发布时间：2017-11-20 18:34

  本文关键词：乌鲁木齐河上游径流模拟及其对未来气候变化的响应

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【摘要】：在干旱半干旱地区,水资源是生命体的重要载体,水资源除了严重制约着社会经济发展规模,同时也是维持生态环境不可或缺的重要因素。在全球气候变暖的大背景下,气温、降水等因素的时空变化必然引起山区水文循环过程的改变,故探讨气候变化对高寒山区流域径流量的影响,对流域水资源管理及合理调度,保障中下游城镇生活用水及生态需水具有重要的指导意义。本文选取典型的干旱区高寒山区流域—乌鲁木齐河流域上游为研究区,充分利用本区域的气象观测资料、数字高程资料、土地利用资料、土壤资料构建起SWAT水文模型,将流域划分为25个子流域,并对其在率定期(2002-2006年)和验证期(2007-2011年)的模拟表现进行评价。同时,结合NCEP再分析资料和HadCM3模式输出结果建立适用于本研究区的SDSM统计降尺度模型,并重点对模型在基准期的模拟效果进行评价,然后通过降尺度运算生成流域未来气候情景。最后,通过两个模型的耦合,以SDSM预测结果作为SWAT模型的输入,对研究区未来情景下的径流变化进行了预测。得到的主要结论如下:(1)SWAT模型在缺少气象观测台站的山区径流模拟中,需要划分高程带,考虑山区气象要素的垂直变化情况,并需要重点考虑山区的融雪过程。SWAT模型参数敏感性分析结果显示河岸调蓄的基流α因子、土壤饱和导水率、地下水的时间延迟、气温垂直变率、最大融雪因子、降雪基温、主河道曼宁系数、降水垂直变率、冠层最大截留量和融雪基温等参数对本研究区径流模拟影响相对明显。(2)SWAT模型在乌鲁木齐河流域上游径流模拟中表现出良好的适用性。日值、月值模拟结果与观测序列拟合程度比较理想,日值模拟结果Ens大于0.75,PBIAS介于±25%,R2达到0.8以上;月值模拟结果Ens大于0.85,PBIAS介于±25%,R2达到0.9以上。不确定性分析结果显示模型在率定期及验证期的不确定性相对较小。(3)利用大西沟站气象要素与大尺度大气环流因子构建SDSM统计降尺度模型,对模型基准期模拟表现进行评估。结果显示:基准期最高气温、最低气温与实测值高度拟合,R2可达0.99;降雨量模拟结果也比较理想,R2可以达到0.85。(4)将HadCM3气候模式输出结果输入SDSM模型,经过降尺度得到流域未来气候情景。预测结果显示,在A2、B2两种排放情景下,乌鲁木齐河流域上游地区整体呈现增温增湿特点。预测统计显示:2021-2050年间,最高气温在两种情景下分别升高0.51℃和0.59℃;最低气温分别上升0.34℃和0.43℃;降水量分别增加51.22mm和30.56mm。(5)通过SDSM模型与SWAT模型的耦合模拟,对乌鲁木齐河流域2021-2050年间的径流进行预测。预测结果显示未来乌鲁木齐河径流量会有一定程度增加,这种增加在2041-2050年间达到最大,A2情景下乌鲁木齐河总水量增加速度为0.16亿m3/10a;B2情景下乌鲁木齐河总水量增加速度为0.12亿m3/10a。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P333;P467

【参考文献】

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本文编号：1208088