渭河流域分布式水文模擬及水循環(huán)演變規(guī)律研究.pdf

1、水是生命之源,也是經(jīng)濟和社會發(fā)展的命脈。近些年來受全球氣候環(huán)境變化及人類活動影響,許多國家地區(qū)出現(xiàn)河流流量減少、水環(huán)境惡化以及水質(zhì)污染等問題,嚴重制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。渭河流域是資源性缺水地區(qū),氣候變化使氣溫、降水、徑流等水循環(huán)要素在季節(jié)和空間上發(fā)生改變,增加了流域旱澇災害的發(fā)生機率,導致水資源安全情勢將更為嚴峻,未來流域供需矛盾將更加突出。隨著氣候變暖和用水需求日益增大,充分認識并分析氣候變化下流域水循環(huán)演變規(guī)律顯得尤為迫切和重

2、要。
　　本文首先利用分布式水文模型對渭河流域水文循環(huán)系統(tǒng)進行模擬,并在此基礎上運用現(xiàn)代統(tǒng)計學手段對流域水循環(huán)演變特征進行分析,同時結合統(tǒng)計降尺度模型開展未來氣候變化情景下水循環(huán)要素模擬及預測研究,以期為流域水資源綜合開發(fā)利用及水量調(diào)度管理提供科學參考和依據(jù)。主要研究成果與結論如下:
　　(1)根據(jù)渭河流域地理條件及氣象水文特征,基于EasyDHM水文模擬平臺建立渭河流域分布式水文模型,完成模型參數(shù)率定及驗證工作,取得了較好

3、的模擬效果。結果表明,EasyDHM在渭河流域具有較好的適用性,構建的模型能夠客觀描述該流域水循環(huán)過程,可以應用于實際問題研究。
　　(2)在構建渭河流域分布式水文模型的基礎上,采用多種統(tǒng)計檢驗手段,從年、季、汛期和枯水期等不同時段角度,對渭河流域近55年(1954~2008年)氣溫、降水及徑流要素的時空分布特點及演變特征規(guī)律進行分析,結果表明:①從空間分布看,多年平均氣溫及降水量在空間上存在不均衡性,氣溫以西安站為中心向外呈輻射

4、遞減趨勢,降水呈現(xiàn)由東部和南部向西北部逐漸減少的分布格局。②從均一性分析看,氣溫、降水及徑流時間序列在95％置信水平下都存在均一性。③從趨勢變化上看,流域年平均氣溫呈現(xiàn)顯著上升趨勢,降水量變化趨勢不顯著,徑流量呈現(xiàn)顯著減少趨勢;除冬季的降水量呈現(xiàn)顯著上升趨勢以外,其余季節(jié)及汛、枯期變化趨勢與年際大體相同,且上述變化趨勢未來仍可能持續(xù)。④從突變分析上看,流域年平均氣溫及徑流量存在明顯突變情況,而降水量無顯著突變現(xiàn)象發(fā)生;除冬季的降水量存在

5、顯著突變現(xiàn)象以外,其余研究時段突變分析結果與年際結果一致;⑤從周期分析上看,不同時段的氣溫、降水和徑流要素均存在多個特征時間尺度,具有不同的周期成分,徑流的周期變化特征與氣溫和降水的周期變化特征表現(xiàn)出很好的相關性。
　　(3)基于統(tǒng)計降尺度模型SDSM建立渭河流域氣溫及降水要素的降尺度模型,并完成模型標定和驗證期模擬能力評估,結果表明模型的模擬結果較為可靠,可以應用于渭河流域氣溫、降水等氣候要素未來變化趨勢的預估。選取A2和B2氣