气候变化对沅江流域径流影响研究

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1、增刊陈喜等:气候变化对沅江流域径流影响研究121气候变化对沅江流域径流影响研究*中国科学院知识创新工程重要方向项目（长江中下游洪水孕灾环境变化、致灾机理与减灾对策,KZCX3-SW-331）和国家自然科学基金项目(历史时期长江中下游平原旱涝序列时空格局与风险评价,40271112)联合资助.2003-07-08收稿;2003-12-05收修改稿.陈喜，男，1964年生，教授,email:xc2000@hotmail.com.陈喜1苏布达2,3姜彤2施雅风2（1：河海大学水资源环境学院，南京210

2、098;2：中国科学院南京地理与湖泊研究所，南京210008;3：中国科学院研究生院，北京100039）提要温室气体排放量增加造成气候变化，对全球资源环境产生重要影响.本文在水量平衡基础上，建立考虑气象要素和地形变化的月水文模型，利用实测径流资料对模型在时空尺度上进行验证.利用全球气候模型（GCMs）预测的未来气候变化情形，对处于湿润区的沅江流域径流过程进行预测.分析结果表明，该区域径流过程对降雨和气温变化十分敏感.根据英国Hadcm2模型对本世纪中叶气候变化预测结果，沅江流域未来年降雨量减少0

3、.43%气温升高1.55℃，丰水期降雨增加，而枯水期将有较大幅度减少.年径流量相应减少6.8%，丰水期径流量增大11%，枯水期径流减少47%，不利于防洪和水资源开发利用.关键词气候变化全球气候模型月水文模型径流沅江流域分类号P467P333.1近年来，温室气体排放量增加引起的全球环境问题，如气温升高、降雨时空特征的改变等已成为各国政府、社会公众和科学界普遍关注的问题.预测CO2和其它温室气体排放量的增加对全球气候的影响主要基于全球气候模式（GCMs）.这些模式预测结果表明，本世纪全球气温将会上升

4、1.4-5℃，且降雨时空分布也会有较大改变，这也意味着区域水平衡、河川径流和水资源将发生变化[1].因此，评估气候变化对防洪、区域水资源和水环境的影响，对未来水资源的评价、规划、开发利用和管理等具有重要意义.未来全球气候变化预测结果还存在很多不确定性因素，政府间气候变化组织（IPCC）对气候变化预测结果的评价为：气温升高预测结果较为可靠，而降雨预测结果还存在很大不确定性.目前，气候变化对水文水资源影响研究主要采用两种模式，一种是假设气温和降雨变化情形，另一种是根据GCMs预测出未来气象因素（如气

5、温、湿度和风速等），用作为水文模式的输入，模拟出气候变化情形下流域径流过程.全球气候模式空间尺度较大，如英国HADCM2模式空间尺度为2.5´3.75℃增刊陈喜等:气候变化对沅江流域径流影响研究121，而传统水文模型研究的流域尺度在1－104km2，气候模型尺度与流域尺度不匹配，因此在进行气候变化影响评价时，需把GCMs大尺度空间预测的未来气候变化资料系列解集到流域空间上，得出流域尺度上未来气候时空变化过程[2].在时间尺度上，尽管GCMs可以预测出月以下更小尺度气候变化过程，但较小时间尺度预测

6、结果可靠性很差，IPCC也只公布出月尺度气候变化因子，因此，通常在月尺度上或根据月尺度GCMs预测结果在更小尺度上进行解集，以分析模拟全球气候变化对水文水资源的影响.本文建立具有分布式特征的月水文模型，利用沅江流域水文、气象、地形等资料，对模型进行时空尺度上的验证.分析了流域径流对降雨、气温变化的敏感程度.利用英国气候预测研究中心的全球气候模型（HADCM2）预测结果作为该水文模型的输入，模拟未来气候变化对沅江流域径流的影响.1研究区水文气象特征及未来气候变化情景分析沅江源于贵州省都匀市云雾山，

7、干流全长1033km.本研究选择沅陵站以上流域，控制面积78595km2，多年平均降雨量1302mm（1971-1985年），蒸发量1152mm（F20蒸发皿），河川径流深695mm.每年5-7月为洪水期，3-4月间及8-10月间为中水期，11月至次年2月为枯水期[3].该流域内地形变化大，上游山区海拔高程达2000m以上，下游小于90m.区域降雨分布极不均匀，年降雨空间变化927-1657mm.因此，地形和降雨空间分布对流域水文过程影响显著.本次计算采用1971－1985年121个降雨站月降雨

8、量、5个气象站蒸发量和月平均气温以及四个水文站径流资料系列进行模型参数率定和验证.按IPCC报告中温室气体排放量标准，本世纪末全球地表气温将升高1.4-5℃，降雨特征也随之改变[1].由此将对区域水文过程和生态系统产生巨大影响.对于特定区域，未来气候变化主要采用气温升高和降雨变化组合的假设情景（即WHAT-IF）和全球气候模式(GCMs)预测结果进行解集，各模型预测结果还存在很多不确定性成分[4].表1为IPCC公布的由GCMs预测的沅江流域本世纪中叶气候变化情形.可以看出，五个GCMs预测的年