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

1、分類號(hào)：密級(jí)：P339單位代碼：學(xué)號(hào)：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(duì)／、，’JRegionalClimaticVariabilityanditsInfluenceonHydrologyandWaterResourcesinYongdingRiverBasinofZhangjiakou學(xué)位申請(qǐng)人：指導(dǎo)教師：學(xué)科專業(yè)：學(xué)位類別：授予單位：答辯日期：劉宏權(quán)徐振辭教授韓會(huì)玲教授農(nóng)業(yè)水土工程工學(xué)博士河北

2、農(nóng)業(yè)大學(xué)二。一三年五月二十七日摘要區(qū)域氣候變化及其對(duì)水文水資源系統(tǒng)的影響是當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題，以氣候變暖為主要特征的氣候變化會(huì)對(duì)水文水資源系統(tǒng)產(chǎn)生影響已經(jīng)是不爭事實(shí)，區(qū)域尺度氣候變化的差異性及量化氣候變化對(duì)水文水資源系統(tǒng)的影響等研究有重要現(xiàn)實(shí)意義。本論文以張家口市永定河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，以研究區(qū)內(nèi)典型水文站點(diǎn)和氣象站點(diǎn)的水文氣象資料為基礎(chǔ)，綜合利用滑動(dòng)平均、五點(diǎn)三次平滑、線性趨勢(shì)法、模比系數(shù)差積曲線、累積濾波器、MK突變檢驗(yàn)和小

3、波分析等方法對(duì)研究區(qū)水文氣象要素的變化趨勢(shì)、突變年份和變化周期進(jìn)行了研究。通過對(duì)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(shì)分析，采用不同升溫幅度，對(duì)區(qū)域未來氣候進(jìn)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(duì)徑流和水資源量的影響以及氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(duì)張家口市永定河流域典型水文站點(diǎn)(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(jìn)行了變化趨勢(shì)、突變年份和變化周期的分析。研究表明典型站點(diǎn)的天然年徑流量系列均呈減少趨勢(shì)，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(shì)，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(shí)，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(yàn)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(duì)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(duì)STAR模型的主要參數(shù)進(jìn)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(shì)分為三種，即：高升溫情景，氣溫上升趨勢(shì)是07℃／lOa：中升溫情景，氣溫上升趨勢(shì)是05“C／lOa；低升溫情景，氣溫上升趨勢(shì)03℃／10a。運(yùn)用STAR模型，對(duì)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(jìn)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(duì)于季節(jié)升溫幅度