基于变化的水热耦合平衡方程参数预测区域水资源量

摘要

水热耦合平衡Budyko方程被广泛地应用于水文过程模拟和水资源预测中。目前,多数应用均基于方程唯一的参数在未来气候条件下恒定不变这一假设,这个假设与实际的气候变化与人类活动影响下流域特征改变的事实不符。为此,本研究综合考虑不同气候情景下Budyko参数的动态变化,选取了代表我国不同气候区的3个典型流域(松花江流域、黄河源区和珠江流域),通过研究其水文气象变量的变化趋势,计算并分析Budyko参数的变化规律。利用基于Budyko方程的动态水量平衡模型,采用CMIP5中4种气候模式的3种情景分别预测3个流域未来的水资源量,进而评价Budyko参数改变对水文响应预测的影响。结果发现:黄河流域2021—2050年间降水、潜在蒸发均增大,径流减小;松花江流域未来降水、潜在蒸发、径流均增加;珠江流域未来径流在RCP4.5和RCP8.5情景下仅GFDL模式下的径流增加,其余3个气候模式下的径流减少。与基于恒定Budyko模型参数预测的径流相比,黄河流域由于未来下垫面改变会加剧该区水资源量减少,松花江流域下垫面的改变更将造成该区未来水资源量的增加,珠江流域下垫面的改变对Budyko模型预测该区未来径流改变不明显。研究结果为变化环境下的水文模拟与水资源研究开辟了新的思路。