气候变化对滦河水资源适应性调度影响研究

来源 :孙傲涵 | 被引量 : 0次 | 上传用户:KOUHUIKING
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全球气候变化对于流域的径流、蒸发等水文循环过程有着显著影响,增加了水文风险的不确定性。为合理应对气候变化带来的水文风险,气候变化对水资源适应性调度影响研究成为了目前研究的热点问题之一。本文以滦河流域潘家口水库控制流域为研究对象,建立了研究区域的SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)。利用GCM(全球气候模式)数据建立了SDSM模型(Statistical Down Scaling Model),并利用气温及降水降尺度模型预测未来气候情景下的降水气温,驱动水文模型得到未来气候情景下的潘家口水库入库月径流,并进行径流变化分析及气候变化对潘家口水库供水调度的影响分析,从而为气候变化下滦河流域水资源的合理调度提供基础理论支持。主要研究工作及成果如下:(1)基于1996-2012年气象及水文站实测数据、世界土壤数据库HWSD(世界土壤数据库)数据及2005年土地利用类型数据,建立了潘家口水库控制流域的SWAT模型。并采用SWAT-CUP模型中的SUFI-2算法进行参数的率定验证及参数敏感性分析。发现各水文站率定及验证期的R~2均高于0.61,Ens均高于0.53,适用性良好。(2)利用SDSM模型识别大尺度气候因子与预报量之间的关系,确定预报因子,建立统计降尺度模型。日气温率定及验证的R~2大于0.90,月平均降雨量的R~2普遍位于0.50-0.72之间,模型适用性良好。选用CMIP5(耦合模型比较计划第五阶段)框架下Can ESM2气候模式的输出数据驱动降尺度模型,发现低排放模式(RCP2.6)及高排放模式(RCP8.5)情景下2026-2050年的日气温升高幅度在2.0-2.6°C之间,年降水总量增加速率分别为1.4mm/年及2.6mm/年。(3)将SDSM模型输出的未来气候情景下降水气温数据输入SWAT模型,模拟了两种未来气候情景下2028~2050年潘家口水库的月入库径流过程,分析了未来气候情景下的径流变化。发现RCP2.6情景下月平均径流增加了17m~3/s左右,RCP8.5情景下月平均径流增加了24m~3/s左右。(4)采用长序列历时法计算了未来气候情景下潘家口水库的供水能力,发现相同条件下两种未来气候情景下潘家口水库可提供水量的年平均值约上升了5.5亿m~3/年和6.4亿m~3/年。运用标准调度策略进行水库调度,比较了基准期及未来气候情景下的供水风险。RCP2.6及RCP8.5情景下潘家口水库供水可靠性和回弹性上升,脆弱性降低。这意味着气候变化给潘家口水库供水带来了积极影响。
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