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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
阮甜 查芊郁 杨茹 高超
基于多领域间影响模型比较计划推荐使用的4个全球气候模式GCM数据(GFDL、Had、IPSL和MIROC),分别驱动SWIM、SWAT、HBV和VIC水文模型模拟长江寸滩站以上流域径流量,研究全球升温1. 5℃和2. 0℃情景下研究区径流量变化。研究表明:(1)在全球升温1. 5℃时,水文模型和GCMs模拟的年径流量增幅分别在5. 5%～8. 3%和3. 5%～11. 4%之间;在全球升温2. 0℃时,水文模型模拟的径流量增幅在4. 8%～6. 7%,IPSL模拟的年径流量呈微弱减少趋势,HAD和MIROC模拟的年径流量分别增加6. 7%和19%。来自GCMs的不确定性分别是来自水文模型的2. 6和2. 1倍;(2)在两个不同升温条件下,月径流量集合平均的占比与基准期各月径流量的占比表现出高度一致性,但是升温1. 5℃和2. 0℃时的月最大径流量占比分别为47. 8%和40. 5%,表明在未来升温时段内,月径流量占比变化并不显著,但是极端月径流的变化较大;(3)全球升温1. 5℃时,枯、丰水期日径流量增幅分别为3%和10%,但枯、丰水期径流贡献率变化幅度都不大。全球升温2. 0℃时,枯、丰水期增幅分别为3. 6%和8%,但枯、丰水期径流贡献率都呈下降趋势。全球升温1. 5℃和2. 0℃时,50年一遇(P=2%)的洪水流量,将分别比基准期增加26. 3%和20. 7%。基准期50年一遇的洪水将可能变成20年一遇,多年平均最大日径流量较基准期也有增加。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王胜 许红梅 刘绿柳 王勇 宋阿伟
论文应用第5次耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5,CMIP5)中5个全球气候模式(Global Climate Models,GCMs)和3种典型浓度路径(Representative Concentration Pathways,RCPs)在全球增温1.5℃和2.0℃下的预估结果,分析了淮河中上游地区未来的气候变化特征。进一步基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)水文模型定量预估了气候变化对该区域径流量的影响,并量化了预估结果的不确定性。结果表明:SWAT模型在淮河中上游对月径流量具有较好的模拟能力。在全球增温1.5℃和2.0℃下,淮河中上游年平均气温分别较基准期(1986—2005年)增加1.1℃和1.7℃;年降水量较基准期分别相应增加4%和7%;基于SWAT模型预估的年径流量较基准期分别增加5%和8%。未来气候变化不会改变月径流分布特征,年内径流仍集中在盛夏和初秋(6—9月)。预估的月丰水流量明显增加,尤其当全球增温达到2.0℃后,出现洪涝的风险明显增大。未来降水量和径流量预估都存在较大的不确定性,不确定性主要来源于GCMs,在全球增温2.0℃下预估的不确定性更大。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
刘俸霞 王艳君 赵晶 陈雪 姜彤
基于长江中下游地区1961~2100年区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟与1961~2005年气象站观测的逐日降水数据,通过统计计算年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率4个极端降水指数,研究全球升温1.5℃与2.0℃情景下,长江中下游地区极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)全球升温1.5℃情景下,年降水量相对于1986~2005年减少5%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加7%、33%和4%;概率密度曲线表明,年降水量均值下降,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值上升,极端降水方差增大;年降水量、强降水量和暴雨日数在空间上表现为南部增加北部减少,极端降水贡献率则相反。(2)全球升温2.0℃情景下,年降水量下降3%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别上升15%、46%和15%;年降水量均值稍有减少且方差稍有上升,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值和方差明显增加;年降水量减少区域位于长江主干以北,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率表现为绝大部分地区增加的空间变化特征。(3)全球升温由1.5℃至2.0℃时,年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加3%、7%、10%和11%;随升温幅度的增加极端降水均值和方差上升;极端降水呈增加态势的范围扩大。因此,努力将升温控制在1.5℃对降低极端降水的影响具有重要意义。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡庆芳 曹士圯 杨辉斌 王银堂 李伶杰 王立辉
论文基于2003—2014年水文资料,采用长短期记忆神经网络(Long-Short Term Memory,LSTM),构建了汉江上游安康站日径流预测模型,评价了不同输入条件下日径流预测的精度。结果表明:当预见期为1 d时,在仅以安康站前期日径流量作为输入的条件下,LSTM模型在训练期和检验期的效率系数分别达到0.68和0.74;如再将流域前期面雨量和上游石泉站前期日径流量加入LSTM网络作为输入变量,安康站日径流量预测效果将更好,训练期和检验期的效率系数最高可达到0.83和0.84,均方根误差也有显著削减,且对主要洪峰流量的预测能力也有一定提高。此外,LSTM可以有效避免过拟合等问题,具有较好的泛化性能。但当预见期从1 d延长至2、3 d时,LSTM的预测精度显著降低。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张晓娅 杨世伦
利用1956~2011年的流域气温、降水量、径流量及有关文献所载蒸发量、水库修建、用水量、水土保持等资料,探讨气候变化和人类活动对长江径流量的影响。结果表明:(1)流域气温明显上升,且上升速率大于全球平均上升速率;(2)流域平均降水量下降了约1%,年降水量与年均气温之间无显著相关性;(3)年径流量随降水量频繁振荡,最大和最小值之比达1.9;(4)太阳净辐射量和风速下降导致流域自然蒸发作用减弱,而水库修建、耗水增多和水土保持等人类活动则使蒸发作用加强。两方面的影响相互削弱;入海年径流量下降1%;(5)流域内分区间存在差异,北域(岷江、嘉陵江和汉江)人类活动的影响居主导地位,径流量下降约15%;中...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李凌琪 熊立华 江聪 张洪刚
为了深入分析气温对长江上游年径流的影响和解释青藏高原冰川融水再冻结现象的物理机制,采用对位置、尺度、形状的广义可加模型(简称GAMLSS)建立控制因素降水、气温、ATD与年径流量之间的关系。在GAMLSS框架下,气温影响因子可以用两种形式表示,一种是直接采用气温,另一种是采取ATD指数(累积气温亏损值)。通过比较不同解释变量组合下的GAMLSS模型,进而研究气温对长江上游巴塘站1960~2012年的年径流影响。结果表明:基于ATD的回归模型,在年径流序列服从对数正态分布假设的条件下拟合效果最优。与气温值相比,ATD指数能更有效地解释长江上游径流变化的特征和冰川产流的物理机制。研究成果对长江上游...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李艳 陈晓宏 王兆礼
以北江流域45年(1956—2000年)内降雨量及主要控制性水文站石角站水文资料为基础,研究了流域内降雨径流的变化特征,发现降雨系列基本没有变化,而径流系列呈缓慢上升趋势。对径流系数系列进行分析显示,1973年前后径流系数发生了较大的改变,将1956—1972年做为基准期,利用降雨-径流关系,定量分析了人类活动对径流演变的作用,发现人类活动的间接影响是造成径流增加的原因。最后分析了流域内近20年来的水土流失和植被变化情况,进一步说明了流域内下垫面状况发生了改变。
关键词：
水文 人类活动 北江流域 径流 下垫面
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈昌春 张余庆 项瑛 王腊春
论文以赣江流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型及SUFI-2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量分析与研究。结果表明:影响模型模拟效果前3位的敏感参数分别为ALPHA_BF、CN2、ESCO,得出率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,其R2和Nash-Sutcliffe效率系数ENS均高于0.90,相对误差|Re|均小于3%;流域内1990年与2000年土地利用均以林地、水稻田、草地为主,此3种类型约占流域总面积的85%;在相同气象条件下,两期土地利用情景下的月、年均径流量变化趋势较为一致,2000年土地利...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
窦小东 黄玮 易琦 李蒙 李忠良
为揭示李仙江流域LUCC和气候变化对径流变化的影响,基于SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种气候情景对流域未来径流的变化进行了预估。结果显示:(1) SWAT模型在李仙江流域径流模拟中具有很好的适用性,可以用SWAT模型进行流域的径流模拟,率定期的模型参数R~2、Ens分别达到0.74、0.73,验证期的模型参数R~2、Ens分别达到0.63、0.63;(2)单一土地利用情景显示,将农业用地转化为林地或草地,均会导致流域径流量的减少,而将林地转化为草地则会引起流域径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地>草地>林地。(3) 2006～2015年间李仙江流域的LUCC引起的月均径流增加幅度小于气候变化引起的月均径流减少幅度,李仙江径流的变化由气候变化主导。(4)在RCP4.5和RCP8.5两种气候情景下,2021～2050年间李仙江流域径流均呈减少趋势,减少的速率分别为3.6和2.15亿m~3/10 a,这与1971～2015年间,流域实测径流减速为6.7亿m~3/10 a的变化趋势一致,但这两种情景下,径流的减少趋势有所降低,分别为1971～2015年减速的53.7%、32.1%。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐苏 张永勇 窦明 花瑞祥 周宇建
土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明:1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年)和第四(2001-2005年)时期内明显高于1991-1995年和1996-2000年,中上游四川及其北部地区的活跃程度最大。1980-2005年期间水田、旱地、林地和草地面积变化幅度都在8%以内。但受不同时期环境保护和经济发展因素影响,耕地(水田和旱地)和林地、草地呈现相反的变化,而水域、未利用地和城镇用地相对变化较大;其中快速的城镇化导致城镇用地增幅最高,可达196.58%。土地利用变化直接导致流域的平均径流系数变大,变幅从-0.67%到0.80%,平均增幅0.05%,变化最显著的地区在城市化水平较高的长三角一带。径流系数的增加导致洪水发生的可能性增大。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐苏 张永勇 窦明 花瑞祥 周宇建
土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明:1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
秦年秀 姜彤 许崇育
选取长江流域重要控制站宜昌、汉口和大通站,分别应用1882~2000年、1870~2000年和1950~2000年的月平均流量资料,对年代际、月径流、季节性径流的变化以及径流的变化趋势及突变进行了分析研究,并使用非参数Mann-Kendall法来检验径流的趋势变化。趋势分析表明,20世纪90年代长江流域径流呈微弱增加趋势,但不显著且地区分布不均,中上游减少,下游增加;而季节性夏季和冬季径流增加趋势明显,尤其是7月和1月径流增加最突出;更重要的是90年代汛期径流也呈现出增加趋势,汛期径流的增加在一定程度上加大了洪灾发生的可能性,这可能是导致洪灾频繁的原因之一。突变分析指出,宜昌和汉口站从1926...
关键词：
长江 径流趋势分析 突变分析 1990s
[期刊] 自然资源学报
[作者]
林娴 陈晓宏 何艳虎 李深林 郑炎辉
针对气候变化与人类活动对流域年径流及最大日流量变化影响的定量识别问题,以华南湿润区武江流域为例,分别采用HIMS(Hydro-Informatic Modeling System)模型和敏感性系数法,从日和年尺度定量模拟和评估气候变化与人类活动对流域年最大日流量和径流变化的影响过程及贡献率。结果表明:HIMS模型在武江流域适用性良好,日尺度模型率定期和验证期的纳西效率系数分别为0.85和0.77,水量平衡误差绝对值分别为3.1%和3.3%;两种方法均表明气候变化是引起流域年径流量增加的主要因素,人类活动导致了流域径流量的减少,但贡献率较小。气候变化与人类活动导致了流域年最大日流量的增加,气候变化对年最大日流量增加的贡献率为94%,而人类活动的贡献率则为6%。相较于年均径流量,气候变化对年最大日流量的影响更为显著。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王胜 许红梅 杨玮 张弦
为针对未来气候变化及其对农业可能的影响,提出适应性对策建议,应用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)中5个GCMs和3种RCPs在全球1.5和2.0℃升温下的预估结果,分析安徽省未来气候变化特征,利用气象干旱综合指数(MCI)预估未来气象干旱时空格局演变,并量化评估的不确定性。结果表明:未来安徽省呈现趋于暖湿的变化特征,在全球相对于工业化前1.5和2.0℃升温背景下,预估全省年平均温度较工业化前分别升高1.8和2.3℃,升温幅度均高于全球平均;年降水量略有增加,年高温日数增多,而暴雨日数在全球1.5℃升温下增加而2.0℃升温期减少。未来安徽省气象干旱化趋势将持续并加重,其中干季更明显,并且全球2.0℃升温下增加更多,干旱日数的变幅与降水类似。未来气候变化不会改变月干旱分布特征,气象干旱频次以秋旱最多,夏旱次之,冬、春旱较少。未来降水量和气象干旱预估都存在较大的不确定性,在全球2.0℃升温下不确定性更大,不确定性主要来源于GCMs。为适应或缓解气候变化的不利影响,应通过调整农业布局、加强农业基础设施建设、选育新品种等方式以抵御气候变化的能力。
关键词：
全球升温 气候变化 气象干旱预估 安徽省
[期刊] 自然资源学报
[作者]
邱国玉 尹婧 熊育久 赵少华 王佩 吴秀琴 曾爽
论文以在黄土高原上发育,流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流——泾河为研究对象,基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料,以及泾河流域1970~2002年的气候、水文资料,采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT,分析了20世纪80~90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代,流域年降雨量呈逐年递减趋势,80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量,尤其在7~9月,平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用/覆被变化的共同作用,80~90年代,流域多年平均年径流减少了8.92m3s-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响,采取分别固定气候因子与...
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