黑河上游地区气候变化及水文水资源系统的响应研究

摘要

黑河上游地区作为整个流域水资源的发源地，系统分析该地区的气候变化(尤其是极端气候事件)，以及气候变化对水文水资源系统的影响不仅有利于黑河中下游流域的水资源合理规划管理，而且对该地区的区域经济发展也起着尤为重要的作用。 本研究共包含以下三部分内容： (1)基于PRECIS模拟IPPC2000年发布的《排放情景特别报告》中四种排放情景时输出的50km×50km网格尺度上2011～2100年的日降雨量和日最高、最低气温，从时空分布的角度，对黑河上游地区在该时段内的气候变化情况(尤其是极端事件发生的概率)进行了系统的分析和统计。结果表明：未来近百年间，四种情景下，该地区2020s(2011～2040年)、2050s(2041～2070年)、2080s(2071～2100年)三个时段的多年平均降水量较基准年(1961～1990年)均有增加的趋势。重涝现象出现的概率很低，但5或6年一遇的大涝，10年一遇的大旱和30年一遇的重旱却是普遍存在的。极端低温事件发生的概率会减少，但极端高温事件发生的概率则会快速增加，且高温区域随时间推移有逐渐扩大的趋势。 (2)利用DEM、遥感信息、气象资料以及实测的水文资料检验了VIC模型在黑河上游地区的适用性。结果表明：模型检验期的月效率系数高达91％，VIC模型在该地区具有较好的适用性，可以用来再现径流的变化过程。 (3)进行PRECIS区域气候模式与VIC模型的单向耦合，即将PRECIS模式的输出结果作为VIC模型的输入，驱动水文模型，模拟出未来近百年间黑河上游地区的蒸发量以及径流的变化过程，借此研究气候变化对水文水资源系统的影响。结果表明：2020s、2050s和2080s的时段平均蒸发量依次增加，但时段内的年均蒸发量则没有明显的增加趋势。另外，这三个时段内平水年出现的概率均比基准年的小。

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第一章绪论

1.1选题的背景

1.2气候变化对水文水资源系统影响的研究现状

1.2.1国内外研究现状

1.2.2已有研究中存在的问题

1.3论文的目的和意义

1.4论文研究的主要内容和技术路线

1.4.1主要内容

1.4.2技术路线

第二章区域气候模式在黑河上游地区的模拟结果分析

2.1气候系统

2.2气候模式

2.3气候情景系列

2.4气象序列的统计分析

2.5黑河上游地区气候变化及极端事件研究

2.5.1研究区域概况

2.5.2降水变化研究

2.5.3极端温度研究

2.6本章小结

第三章VIC模型在黑河上游地区的适用性研究

3.1 VIC模型简介

3.1.1蒸散发计算

3.1.2产流计算

3.1.3汇流计算

3.2 VIC模型的适用性研究

3.2.1数据准备

3.2.2模拟结果分析

3.3本章小结

第四章PRECIS模式与VIC模型单向耦合研究水文水资源系统对气候变化的动态响应

4.1气候模式与水文模型的耦合研究

4.2水文序列统计方法

4.3黑河上游地区蒸发量的变化分析

4.3.1蒸发量的年际变化

4.3.2蒸发量的年内变化

4.4莺落峡水文站径流量的变化分析

4.4.1流量的年际变化

4.4.2流量的年内变化

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.1.1主要研究成果

5.1.2存在的主要问题

5.2展望

参考文献

致谢