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近年来全球性的气候变化以及人类活动对水资源的数量和质量及空间分布产生了显著影响。水循环变化及水资源的分配已经成为水利规划中的热点问题,月尺度水量平衡模型的研发与应用具有现实意义。
本文介绍并初步讨论了由DEM(Diigital Elevation Model)提取流域河网的方法。在水濂山流域上分别应用基于DEM的华南森林小流域月径流模型和新安江月径流模型,对模型计算结果进行误差评价并分析误差产生的原因,比较了两种模型的相同性和差异性。假定了24种气候变化情景,并利用新安江月径流模型,模拟了不同气候情景下的径流深的响应;探讨了相应的城市供水安全问题。
研究成果如下:
(1)建立了以南方森林小流域特征为基础的月径流模型,应用在水濂山流域,与新安江月径流模型进行比较分析。从两种模型在流域的模拟结果看出,两种模型的计算结果都是比较理想的,得出基于DEM的华南森林小流域月径流模型与新安江月径流模型都适应于水濂山流域的结论,并且前者对地下径流的模拟更接近实际,而后者对蒸散发更为敏感,计算速度快,为气候情景模拟的首选模型。
(2)假定了24组不同气温和降水的组合气候情景,利用新安江月径流模型,分析了水濂山流域径流对气候变化的响应。结果表明,径流对降水变化的响应较对气温变化的响应显著,径流深随降水的增加而增大,随气温的升高而减小。枯水季降雨变化对径流深的影响比丰水季要显著得多,尤其是当降雨增加较大时。
(3)分析了不同气候变化情景下,东莞市水资源的供需平衡状况,虽然受气候情景径流深响应模拟结果和土地利用不确定性的综合影响,全球变化对区域水资源影响定量模拟的可靠性有一定的质疑,但本研究的结果对东莞市水资源的中长期管理,仍具有十分重要的实践意义。
(4)在水质现状评价的基础上,对水库污染物来源进行了分析,估算了总氮污染负荷,分析了污染物浓度与来水量的关系,并根据气候变化情景下径流深响应结果,得出了不同气候情景下的总氮浓度,当降雨增加20%时,总氮浓度能达到饮用水标准。