【摘 要】
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我国人口的增长与经济的发展,使得我国水资源短缺问题更加突出,威胁了生态环境的安全,水资源的合理配置成为了我国水利发展、规划的迫切需求。三江平原是我国国家粮食基地和湿地的重要分布区,但近年来水资源供需矛盾不断加剧,了解未来区域水资源演变特征对保障农业、湿地生态环境用水极为重要。为此,本研究以三江平原典型区域挠力河流域为研究对象,耦合利用地表水模型和地下水模型对流域的水循环过程进行模拟;同时,为科学认
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我国人口的增长与经济的发展,使得我国水资源短缺问题更加突出,威胁了生态环境的安全,水资源的合理配置成为了我国水利发展、规划的迫切需求。三江平原是我国国家粮食基地和湿地的重要分布区,但近年来水资源供需矛盾不断加剧,了解未来区域水资源演变特征对保障农业、湿地生态环境用水极为重要。为此,本研究以三江平原典型区域挠力河流域为研究对象,耦合利用地表水模型和地下水模型对流域的水循环过程进行模拟;同时,为科学认知气候变化下水循环机制,对气候模式的适用性进行评价,在校正气候模式的基础上预测不同未来情景下的气候变化,并驱动构建好的地表水及地下水模型,对未来流域水资源量进行预估,从而为流域未来湿地、农业用水分配提供科学支撑。主要结论如下:(1)为模拟流域水循环过程,以挠力河流域为研究对象,构建VIC水文模型,利用随机自启动的最小化单纯形法率定模型参数,并采用纳什系数和决定系数对模型月尺度的模拟结果进行评估。结果表明,VIC模型能够很好的反映挠力河流域的月径流过程;利用Visual Modflow软件构建挠力河流域平原区地下水模型,识别后的模型计算得到的观测井水位与实际水位相关系数较高,时间变化趋势相同,说明模型设置合理,可以应用于挠力河流域在未来气候变化下的水文预测。(2)为评价气候模式的适用性,对CMIP6的9个气候模式在历史运行中模拟时空降水的能力进行评估,各气候模式在不同指标方面存在不同的模拟能力。综合评价的结果表明,在松辽流域模拟较优的三个气候模式为Can ESM5模式、GISS-E2-1-G模式以及GISS-E2-1-H模式。(3)对流域未来的气候变化和水资源量进行预估,通过Can ESM5气候模式和ISI-MIP校正方法预估挠力河流域在三种未来情景下的降水、最高最低气温,并利用搭建好的VIC模型与地下水模型与对研究区域未来径流量和地下水位进行预估。结果表明,气候模式的校正可以提高数据的精度,三种未来情景下汛期的降水增加,且年内的气温均有所提高;多年平均径流量均不同程度的减少,SSP1-2.6情景下,菜咀子站2021~2050年平均径流量与基准期相比减少了1.07亿m3,SSP2-4.5情景下减少了0.59亿m3,SSP5-8.5情景下减少了0.42亿m3,年内春汛径流量减少。现状开采条件下,地下水位也呈现降低趋势,部分地区出现超采现象。
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