氣候變化對(duì)美國(guó)麻州水資源系統(tǒng)供水量影響風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來，大氣中的二氧化碳含量不斷增加，改變了氣候系統(tǒng)原有的能量平衡，致使全球氣候發(fā)生改變。水循環(huán)系統(tǒng)作為氣候系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，在全球氣候系統(tǒng)發(fā)生變化的同時(shí)，水循環(huán)系統(tǒng)也必將受到影響，最終導(dǎo)致全球水資源的時(shí)空分配發(fā)生變化。目前，氣候變化對(duì)水資源的影響受到了國(guó)際上的廣泛關(guān)注，已開展了大量研究。
　　現(xiàn)有的研究多利用大氣環(huán)流模式（GCM）獲得未來氣象要素?cái)?shù)據(jù)，直接輸入到相應(yīng)的水文模型或者水資源模型中來評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)水資源系

2、統(tǒng)的影響，但此類方法在減少 GCM不確定性及解決 GCM數(shù)據(jù)有限性問題方面存在缺陷。針對(duì)目前研究方法體系的不足，本研究提出一種新的評(píng)價(jià)方法——反向法，該方法不僅能夠充分利用多種 GCM來減少單一 GCM所帶來的不確定性問題，而且能夠有效結(jié)合 GCM數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和隨機(jī)模型產(chǎn)生數(shù)據(jù)量大的優(yōu)勢(shì)，并可同時(shí)量化氣候要素和水文要素的統(tǒng)計(jì)要素對(duì)水資源系統(tǒng)的影響。本研究將該方法應(yīng)用于美國(guó)麻州水資源系統(tǒng)（MWRA）和我國(guó)云南省騎馬嶺水庫，取得了較為滿意的結(jié)果

3、。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　?。?）通過對(duì)MWRA水資源系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，構(gòu)建了MWRA水資源模型，同時(shí)利用基準(zhǔn)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型的模擬能力進(jìn)行了檢驗(yàn)。
　　（2）根據(jù)水資源數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，構(gòu)建了逐一標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間序列模型（ARMA），利用 MWRA水資源系統(tǒng)中1950~1999年 Quabbin水庫的流域凈流量（地表徑流-水庫實(shí)際蒸散量），對(duì)ARMA模型和周期時(shí)間序列模型（PARMA）的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，通過對(duì)比證明ARMA模型的模

4、擬能力整體上優(yōu)于PARMA模型。
　?。?）為了進(jìn)行全面研究，分別選取 IPCC提供的高、中、低三種溫室氣體排放情景即A2情景、A1B情景和B1情景，共112種GCM對(duì)MWRA水資源系統(tǒng)所在區(qū)域的降水量和氣溫進(jìn)行預(yù)測(cè)，多數(shù) GCM結(jié)果顯示該區(qū)域在2050s時(shí)段(2036~2065年)和2080s時(shí)段(2066~2095年)的降水量和氣溫較基準(zhǔn)期(1950~1999年)有所增加。
　?。?）利用 MWRA水資源系統(tǒng)在基準(zhǔn)期的觀

5、測(cè)值對(duì)水文模型 ABCD的參數(shù)進(jìn)行了校驗(yàn)，利用 GCM獲得的氣象要素驅(qū)動(dòng) ABCD水文模型來對(duì)MWRA水資源系統(tǒng)所在區(qū)域未來水文變化進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示月流域凈流量均值與基準(zhǔn)年觀測(cè)值的差值在不同月份存在差異，年流域凈流量的均值與基準(zhǔn)年觀測(cè)值的差值則無顯著變化。
　?。?）選用可靠度作為 MWRA水資源系統(tǒng)的評(píng)級(jí)指數(shù)，采用反向法對(duì)MWRA水資源系統(tǒng)在未來兩個(gè)時(shí)段由氣候變化引起的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終結(jié)果顯示：當(dāng)流域凈流量年際標(biāo)準(zhǔn)方差為

6、基準(zhǔn)期觀測(cè)值的100％、110%、120%、130%和140%的情況下，未來兩個(gè)時(shí)段MWRA水資源系統(tǒng)在A2情景、A1B情景和B1情景下均呈現(xiàn)為高風(fēng)險(xiǎn)值。麻州水資源委員會(huì)應(yīng)根據(jù)情況對(duì)MWRA水資源系統(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)整以應(yīng)對(duì)未來氣候變化可能帶來的負(fù)面影響。
　?。?）為探究反向法的適用性，將反向法應(yīng)用于我國(guó)云南省境內(nèi)的騎馬嶺水庫，通過已建立的氣候響應(yīng)方程和可靠度指數(shù)的閾值，對(duì)關(guān)鍵因子的閾值進(jìn)行了識(shí)別：在基準(zhǔn)期（1960~2004年）觀