氣候變化對(duì)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(shí)段大氣的一般狀態(tài)，是構(gòu)成自然系統(tǒng)基本元素之一，是人類生存的基本要素之一，其變化關(guān)系著人類社會(huì)發(fā)展及自然系統(tǒng)的演變。因此20世紀(jì)90年代地球系統(tǒng)科學(xué)聯(lián)盟(ESSP)提出開展綜合集成與跨學(xué)科交叉的糧食、碳、水、人類健康等四大類關(guān)系人類生計(jì)與生存的關(guān)鍵可持續(xù)性問題方面的研究;特別是其對(duì)水文循環(huán)系統(tǒng)的影響，更是成為當(dāng)時(shí)乃至今國(guó)際水文氣象學(xué)者研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。
　　 徑流可以說是整個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)載體，它貫穿著

2、整個(gè)循環(huán)過程，它是參與者也是響應(yīng)者，所以想要研究氣候變化對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的影響，就必須從徑流入手并加以實(shí)質(zhì)研究。本文以東江流域?yàn)檠芯繉?duì)象，以流域水文學(xué)為基礎(chǔ)，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)及建模手段，基于降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流等數(shù)據(jù)資料，研究氣候要素與水文要素的時(shí)空分布規(guī)律及動(dòng)態(tài)變化特征，并分析氣候變化對(duì)徑流影響情況;把未來(lái)氣候變化情景與水文模型進(jìn)行耦合，進(jìn)一步定量研究氣象要素對(duì)徑流變化的影響規(guī)律。最后對(duì)本次研究中出現(xiàn)的問題及欠缺進(jìn)行總結(jié)，為

3、以后進(jìn)一步的研究打下基礎(chǔ)。論文主要研究成果如下:
　　 (1)根據(jù)東江流域降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流等氣象水文數(shù)據(jù)，運(yùn)用趨勢(shì)分析、突變檢驗(yàn)、周期分析等方法對(duì)研究區(qū)域水文氣象要素進(jìn)行分析研究。結(jié)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(gè)并不存在突變現(xiàn)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(shù)呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，并于2005年發(fā)生突變現(xiàn)象，這就表明流域降雨強(qiáng)度變大，暴雨等洪澇災(zāi)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(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)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(shí)數(shù)及地形等的變化的影響，總體上呈現(xiàn)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(xiàn)上升趨勢(shì)，上升速率分別為2.9×108m3/10a、4×108m3/10a、1×108m3/10a。運(yùn)用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)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(gè)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(nèi)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(xiàn)明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，5月、6月徑流有呈現(xiàn)明顯的減少趨勢(shì)。利用小波變換進(jìn)行周期分析，發(fā)現(xiàn)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(duì)東江流域徑流進(jìn)行模擬和驗(yàn)證，采用參數(shù)敏感行分析，運(yùn)用SWAT自動(dòng)校準(zhǔn)模塊進(jìn)行校對(duì)。模擬分為率定期和驗(yàn)證期，模擬值比實(shí)際觀測(cè)值偏大8％-9％，對(duì)模擬值精度分析，誤差率η=9.54％與

7、確定性系數(shù)R2=0.82都在精度范圍內(nèi)，說明SWAT適用于東江流域，并且模擬精度較好。
　　 (4)通過對(duì)水文氣象要素的特征分析研究，選取3種未來(lái)氣候情景與SWAT模型進(jìn)行耦合預(yù)測(cè)流域未來(lái)徑流的變化情況。預(yù)測(cè)結(jié)果表明:徑流對(duì)降水變化的敏感度比對(duì)溫度變化的大。具體來(lái)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(dāng)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(gè)水循環(huán)系統(tǒng)的變化，水循環(huán)系