資源描述：
《對(duì)氣候變化對(duì)海河流域水文特性的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、水 利 學(xué) 報(bào)2005年3月SHUILIXUEBAO第36卷 第3期文章編號(hào):055929350(2005)0320274206氣候變化對(duì)海河流域水文特性的影響1211袁飛,謝正輝,任立良,黃瓊(11河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210098;21中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所,北京 100029)摘要:本文應(yīng)用大尺度陸面水文模型———可變下滲能力模型VIC(VariableInfiltrationCapacity)與區(qū)域氣候變化影響研究模型PRECIS(ProvidingRegionalClimateforImpact
2、sStudies)耦合,對(duì)氣候變化情景下海河流域水資源的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明:未來(lái)氣候情景下,即使海河流域降水量增加,年平均徑流量仍將可能減少,預(yù)示海河流域的水資源將十分短缺;若考慮21世紀(jì)人口增長(zhǎng)因素,海河流域的水資源形勢(shì)將更加嚴(yán)峻;未來(lái)氣候情景下,汛期的徑流量增加,說(shuō)明海河流域發(fā)生洪水的可能性將增大。關(guān)鍵詞:VIC模型;氣候變化;區(qū)域氣候模型:徑流中圖分類(lèi)號(hào):P333文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A氣候變化不僅影響著水文、生物和生態(tài)系統(tǒng),還影響著經(jīng)濟(jì)、生活,因此未來(lái)氣候變化引起的效應(yīng)對(duì)地區(qū)、國(guó)家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的重要性。水文學(xué)家和氣象學(xué)家認(rèn)
3、為模擬水文氣象要[1]素對(duì)于深刻理解流域尺度的水文循環(huán)和水資源管理至關(guān)重要。目前眾多學(xué)者研制了許多水文模型,[2]用于研究未來(lái)氣候變化對(duì)水文水資源的影響,如SLURP模型、HBV模型、Macro2PDM模型等。本文應(yīng)用大尺度陸面水文模型———可變下滲能力模型VIC(VaiableInfiltraionCapacity)與區(qū)域氣候變化影響研究模型PRECIS(ProvidingRegionalClimateforImpactsStudies)耦合,對(duì)氣候變化情景下海河流域水資源的變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。1VIC模型111 研究區(qū)概況 如圖1所示,海河流域位
4、于華北地區(qū)。華北地區(qū)是我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心。華北平原2000年人口4137億,占全國(guó)3418%;GDP3113萬(wàn)2億元,占全國(guó)3213%;農(nóng)業(yè)灌溉面積0123億hm,占全國(guó)42%。但是,它也是我國(guó)水資源供需矛盾十分突出的地區(qū)。海河流域多年平均水資源總量約為419億33m,人均水資源占有量?jī)H為335m,不足全國(guó)的1/6,世[3]界的1/24。水資源的短缺不僅影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而且還導(dǎo)致華北地區(qū)尤其是海河流域嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,如圖1 海河流域地理位置及河網(wǎng)水系山區(qū)來(lái)水大量減少,水資源量衰減嚴(yán)重,地下水過(guò)量[4]開(kāi)采,部分地區(qū)已經(jīng)枯竭,河道斷流,
5、功能喪失,水污染嚴(yán)重等。[5]112 模型簡(jiǎn)介L(zhǎng)iang等于1994年提出了具有兩層土壤的VIC-2L模型。該模型考慮了大氣-植被收稿日期:2004209220基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(90411007)作者簡(jiǎn)介:袁飛(1979-),男,江蘇南京人,博士生,主要從事水文學(xué)及水資源方面的研究?！?74—?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-土壤之間的物理交換過(guò)程,反映了土壤、植被、大氣之間的水熱狀態(tài)變化和水熱傳輸。該模型采用上層土壤表示土壤對(duì)降雨過(guò)程的動(dòng)態(tài)
6、影響,采用下層土壤描述土壤含水量的季節(jié)特性。VIC-2L采用空[6,7]氣動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算感熱和潛熱通量,應(yīng)用概念性的ARNO基流模型模擬下層士壤產(chǎn)生的基流。為更好地描述表層士壤的動(dòng)態(tài)變化,Liang又將VIC-2L上層分出一個(gè)011m的頂薄層,而成為3層,稱(chēng)為VIC[8][9]-3L。同時(shí)VIC-3L模型還考慮了三層土壤層間水分的擴(kuò)散。之后,Liang和Xie發(fā)展了一種用來(lái)研究區(qū)域氣候和通用環(huán)流模型GCM的新的地表徑流參數(shù)化方法,它可以在一個(gè)計(jì)算單元網(wǎng)格內(nèi)動(dòng)態(tài)表示Horton和Dunne產(chǎn)流機(jī)制,同時(shí)考慮了土壤和降雨空間分布不均勻性對(duì)Horton和
7、Dunne產(chǎn)流的影響,并用于VIC-3L。本文采用VIC-3L模型在覆蓋海河流域的0125°×0125°網(wǎng)格上進(jìn)行徑流模擬。VIC模型需要三類(lèi)數(shù)據(jù)信息,即植被參數(shù)、土壤參數(shù)和大氣強(qiáng)迫資料。本研究中,覆蓋海河流域的植被、土壤和大氣強(qiáng)迫資料均采用0125°×0125°分辨率。各數(shù)據(jù)集按后述方法準(zhǔn)備。113 植被參數(shù) 本研究采用的植被分類(lèi)資料是美國(guó)Maryland大學(xué)發(fā)展的UMD全球30sec土地覆蓋數(shù)[10]據(jù)。對(duì)于每一種植被類(lèi)型需要標(biāo)定的參數(shù)有:結(jié)構(gòu)阻抗、最小氣孔阻抗、葉面指數(shù)、反照率、粗糙高度、零平面位移及根區(qū)在每一層土壤所占的比例,這些參數(shù)的確定
8、主要根據(jù)陸面數(shù)據(jù)同化系統(tǒng)LDAS(LandDataAssimilationSystem)。LDAS是美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行
