16450.張家口市永定河流域氣候變化及其對水文水資源系統(tǒng)的影響

1、分類號：密級：P339單位代碼：學號：張家口市永定河流域氣候變化及水文水資源系統(tǒng)的影響10086200806其對／、，’JRegionalClimaticVariabilityanditsInfluenceonHydrologyandWaterResourcesinYongdingRiverBasinofZhangjiakou學位申請人：指導(dǎo)教師：學科專業(yè)：學位類別：授予單位：答辯日期：劉宏權(quán)徐振辭教授韓會玲教授農(nóng)業(yè)水土工程工學博士河北

2、農(nóng)業(yè)大學二。一三年五月二十七日摘要區(qū)域氣候變化及其對水文水資源系統(tǒng)的影響是當前國內(nèi)外學界研究的熱點問題，以氣候變暖為主要特征的氣候變化會對水文水資源系統(tǒng)產(chǎn)生影響已經(jīng)是不爭事實，區(qū)域尺度氣候變化的差異性及量化氣候變化對水文水資源系統(tǒng)的影響等研究有重要現(xiàn)實意義。本論文以張家口市永定河流域為研究區(qū)域，以研究區(qū)內(nèi)典型水文站點和氣象站點的水文氣象資料為基礎(chǔ)，綜合利用滑動平均、五點三次平滑、線性趨勢法、模比系數(shù)差積曲線、累積濾波器、MK突變檢驗和小

3、波分析等方法對研究區(qū)水文氣象要素的變化趨勢、突變年份和變化周期進行了研究。通過對區(qū)域氣候模型STAR的參數(shù)率定，確定了張家口市永定河流域氣候模擬中STAR氣候模型的參數(shù)方案。結(jié)合氣候變化趨勢分析，采用不同升溫幅度，對區(qū)域未來氣候進行了低中高升溫情景的仿真模擬。通過模擬遞推法、回歸分析法和模糊優(yōu)選神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等方法研究了氣候變化對徑流和水資源量的影響以及氣候變化對社會經(jīng)濟用水量的影響。構(gòu)建了區(qū)域水資源承載力量化模型，并分析了氣候變化對區(qū)域

4、水資源承載力的影響。本論文研究內(nèi)容和成果如下：(1)針對張家口市永定河流域典型水文站點(響水堡站、柴溝堡東站、石匣里站和錢家沙洼站)天然年徑流量系列進行了變化趨勢、突變年份和變化周期的分析。研究表明典型站點的天然年徑流量系列均呈減少趨勢，響水堡、柴溝堡東站、石匣里站和錢家沙洼站徑流量減少速率分別為：089億m3／lOa、017億m3／lOa、12億m，／lOa和037億m3／lOa；天然年徑流量發(fā)生突變年份分別為：1986年、1998年

5、、1990年，錢家沙洼沒有明顯突變年；天然年徑流量變化周期分別為：21a、28a、21a和21a。(2)近50年來，張家口市永定河流域年氣溫呈明顯上升趨勢，增溫率為044℃／lOa，升溫幅度高于全球氣溫升溫速率(013℃／lOa)和我國平均升溫速率(022℃／lOa)；與此同時，年降水量減少率為384mm／lOa，其中夏季降水減少率為318mm／lOa。應(yīng)用MK法突變檢驗表明：張家口站、懷來站、蔚縣站和綜合站年氣溫突變年分別為1982年

6、、1990年、1994年和1990年；年降水突變年分別為2001年、1997年、2001年和2001年。應(yīng)用小波分析表明，流域氣候變化第一主周期為27a。(3)在對STAR區(qū)域氣候模型簡要介紹的基礎(chǔ)上，以2000年一2008年為率定期，對STAR模型的主要參數(shù)進行參數(shù)率定。確定參數(shù)方案：blocklength=9，tol—jd=20，tolerance=O2，nosim=1000。特別是經(jīng)率定發(fā)現(xiàn)：適合張家口市永定河流域氣候模擬的STA

7、R模式中參數(shù)blocklength取值為9，而不是STAR模型構(gòu)建單位波茨坦氣象研究所推薦取值12。(4)未來氣候情景以不同升溫趨勢分為三種，即：高升溫情景，氣溫上升趨勢是07℃／lOa：中升溫情景，氣溫上升趨勢是05“C／lOa；低升溫情景，氣溫上升趨勢03℃／10a。運用STAR模型，對張家口市永定河流域在高中低三種升溫情景下的2009年一2035年的氣候變化情景進行了仿真模擬。未來流域氣候變化以氣溫升高為主要特征：對于季節(jié)升溫幅度