气候变化下基于swat模型的钱塘江流域水文过程研

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1、气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研1绪论1.1研究背景及意义虽然气候变化预测的不确定性很大，但气候变化对海平面上升、冰川融化以及农业、林业、生态、水资源等方面的影响巳被越来越多的国家所认同。可以说，气候变化已经成为目前国际社会公认的最主要的全球性环境问题之一。水是生命之源，水资源是人类社会发展的基础。虽然我国是水资源大国，水资源总量多，约为2.8X104亿立方米，但由于人口众多，我国人均水资源占有量却很少，不足世界平均水平的三分之一。并且我国水资源的地区分布不均句，南多北少，东多西少。浙

2、江省位于中国东南部，属亚热带季风气候，水资源量比较充裕，但浙江省经济发展迅速，近几十年来对水资源的需求量也明显上升。同时，经济的极速发展也带来了严重的工业污染，导致水环境污染问题，致使可利用水资源量大大减少。另外，浙江省的降雨量年内分配不均，在梅雨期和台风期降雨量较大，往往会发生洪涝灾害。在气候变化影响下，近年来浙江省发生了更加频繁更加严重的洪资灾害。2011年6月，兰江流域多次发生强降雨，最后导致兰溪市发生56年来最大洪水，造成直接经济损失近30亿元。2013年10月，受台风菲特影响，浙江省余姚市遭

3、遇新中国成立以来最严重洪灾，最大过程雨量迗809毫米（张公岭站），余姚全市直接经济损失近70亿元。2014年8月，浙江省丽水市持续遭遇暴雨和特大暴雨，最后造成跟江全流域洪灾，洪峰流量达50年一遇标准。1.2气候变化对水文水资源的影响研究关于气候变化的概念，普遍的阐述是：无论是基于自然变化或是人类活动的影响，引起全球或区域的气候平均状态在统计学意义上发生显著改变这就是说，除了自然界气候系统内部随时间发生的变化外，人类活动也直接或者间接地影响着气候系统。这些人类活动包括人类进行建造工程、改变植被覆盖和土地

4、利用方式以及影响气候条件的生产、生活和经营活动等[12]。国际上关于气候变化影响评估方面的研究主要起步于20世纪70年代后期，由世界气象组织（O)、联合国环境署（UNEP)、国际水文科学协会（IAHS)等国际组织推动，先后开展并实施了世界气候影响研究计划（能相当好地模拟出年际的、大尺度空间的平均特征。但GCM模拟结果的分辨率较粗，很难直接应用到区域尺度的气候变化影响评估和分析，往往需要对其摸拟结杲进行降尺度处理。为了对未来时期的水文变量进行频率分析，需要通过天气发生器，利用GCM结果，模拟出逐日气象资

5、料。目前应用广泛的天气发生器有结构、排放情景、降尺度方法和水文模型中存在的不确定性水文模型模拟的径流往往会存在着一定的偏差，尤其是极端径流的模拟。其中一个减小模拟偏差的方法是对模拟结果进行后处理。后处理方法已经广泛地用于水文模型模拟结果的偏差校正和气候变化影响评估分析中，并且后处理的方法也非常多。如Feddersen等采用一种基于SVDA模型的统计后处理方法对GCM结果进行后处理，并且指出该后处理方法对诸如降雨的模拟结果有非常明显的改进效果。Bro、线性回归和逻辑回归）对ECM模式下，钱塘江流域各站点

6、不同重现期下的设计暴雨值跟基准期相比都是增大的。特别是在某些情景和GCM模式下，百年一遇的设计暴雨值增幅更是超过了100%。这表明未来时期钱塘江流域有可能发生更多、更大的暴雨灾害，管理者应该提前做好相关防范措施，以应对气候变化带来的不利影响。同时，预测结果中也存在着较大的不确定性。在所有气候排放情景和GCM模式下，杭州站百年一遇的设计暴雨值相对变化范围为-16%?113%。这些不确定性包括气候排放情景、全球气候模式、降尺度方法等。(2)气候变化背景下，兰江流域的水资源问题可能会更加突出。兰江流域未来时

7、期的年降雨量并没有明显的变化，各子流域年降雨量变化范围为.2.62%~2.74%0然而，月均降雨量的变化却非常显著。以A2情景为例，金华子流域的月均降雨量最大增幅为13%，最大降幅为18%。对于年平均潜在蒸发量，其相对变化范围为1.63%-13.67%，说明气候变化下潜在蒸发有增大的趋势。在A2情景下，衢州子流域月平均潜在蒸发的最大增幅达到35%。年平均径流量的变化范围为-21.72%-1.28%,表明气候变化下兰江流域径流量有减小的趋势。并且，气候变化对月平均径流量有着更显著的影响。A2情景下衢州站

8、10月的月平均径流量降幅迗到50%。总体而言，兰江流域未来年潜在蒸发有增大的趋势，年径流量有减小的趋势，这意味着兰江流域未来时期内的可利用水资源量有减小的趋势。同时，对月平均降雨量、径流量的分析表明，兰江流域未来时期内，夏季可能出现更多的洪灾，秋季则可能出现更多的旱灾。特别是在金华子流域，趋势更加明显。............