【摘 要】
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澜沧江-湄公河流域的径流对沿岸国家的农业灌溉、水电、渔业和生态等方面有显著影响,预测该流域未来径流的时空变化是制定澜湄水资源合作方案的基础。为此,本文针对未来气候变化与未来土地利用变化共同影响下的流域径流变化开展研究,利用SWAT模型模拟了澜沧江-湄公河流域未来时期(2025—2064年)的水文过程,预估并分析了流域未来径流的时空变化趋势,定量表征了气候变化及土地利用变化对水文过程的影响程度,取得
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澜沧江-湄公河流域的径流对沿岸国家的农业灌溉、水电、渔业和生态等方面有显著影响,预测该流域未来径流的时空变化是制定澜湄水资源合作方案的基础。为此,本文针对未来气候变化与未来土地利用变化共同影响下的流域径流变化开展研究,利用SWAT模型模拟了澜沧江-湄公河流域未来时期(2025—2064年)的水文过程,预估并分析了流域未来径流的时空变化趋势,定量表征了气候变化及土地利用变化对水文过程的影响程度,取得的主要研究成果如下:(1)针对气候模式的偏差校正问题,本文提出一种广义联合偏差修正方法,以分位数映射的频率校正方法为基础,逐月评估气象产品网格尺度上降水、气温要素的相关性,动态选择单变量偏差校正或是双变量联合偏差校正方法;并考虑了气象因素对径流的主导作用动态调整了双变量的修正次序。在澜沧江-湄公河流域的应用表明:考虑降水、气温相关性可显著改善降水和温度极值的修正效果,尤其是5、6月份,修正后气象与实测数据的纳什系数提升了0.5以上;在此基础上考虑气象要素的修正次序的影响,显著降低了修正后的降水和温度频率分布及均值偏差;利用修正后的气象数据驱动分布式水文模型时,部分月份的径流模拟精度提升了54.3%。(2)应用广义联合偏差修正法修正GCM输出的流域2025-2064年气象数据,分析未来气候时空演变规律。结果表明:流域各水文站降水呈不同程度的减少趋势,减少幅度在10%以内,且降雨空间分布有明显的异质性,流域多年平均气温一直有增高趋势且增加幅度在1~3℃。(3)采用IDRISI软件构建澜湄流域土地利用预测模型,模拟结果的Kappa系数达到0.92,表明模拟效果较好。之后,基于此模型预测了流域2035年及2055年的土地利用情况,结果表明:未来澜湄流域土地利用类型中,草地有向耕地转换的趋势,转换率在6%~8%之间;水体略有增加,森林、建筑用地面积变化不明显。空间上,澜沧江上游草地为主要的土地类型;流域中部地区森林为主要土地类型,农业用地占比较小且面积基本保持不变;农田是流域下游的主要用地类型,且有进一步扩张趋势,部分区域出现草地向林地扩张的现象。(4)本文考虑气候变化、土地利用变化及二者协同作用共设置了十种未来组合情景,研究未来径流时空演变规律及不同环境因素对径流的作用程度。结果表明:未来一段时间内气候变化及土地利用变化对径流均呈削减效应,二者的协同作用使削减效应增强,且气候变化是影响径流发生变化的主要因素。相比基准期,各水文站的未来径流均呈现不同程度的下降,且径流年内分配不均匀性加剧;空间上,流域径流量的变化呈现出明显的空间差异性,上游与下游减少幅度大,中游减少幅度小。(5)考虑气候模式对未来径流变化影响的不确定性,本文分别采用GFDL-CM4、MIROC6、MPI-ESM1-2-LR三种气候模式数据来分析澜湄流域未来水文时空变化特征,结果表明:未来远期只有GFDL-CM4模式下的清盛站、琅勃拉邦站、万象站及MIROC6的万象站径流略有增加趋势,其余测站三种气候模式下的未来径流依旧呈减少趋势;空间上变化趋势基本一致,琅勃拉邦站径流减小幅度最弱,穆达汉站径流减小幅度最大。
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