西江流域分布式水文模拟及其应用研究

【摘要】：当前,洪涝灾害、干旱缺水和水生态环境恶化三大问题已成为制约我国经济社会发展的重要因素。季节性水质问题是珠江下游地区水源安全的主要威胁,尤其是咸潮上溯问题更加凸显,影响下游珠海、澳门等地区饮用水安全。近年来,珠江上游流域枯水期来水持续偏少,加剧河口咸潮上溯,使珠海、澳门等地区供水形势更加严峻。为探究气候变化条件下珠江上游西江流域的水文气象要素变化规律,本文首先对西江流域进行了分布式水文模拟,然后在此基础上,采用多种统计方法对近55年来的流域水文气象要素变化规律进行系统分析,以期为珠江流域水资源开发利用与管理以及枯水期水库压咸调水提供科学参考。 (1)根据西江流域地理、水文气象特征,基于EasyDHM水文模拟平台,构建了西江流域分布式水文模型,完成了各参数分区的参数率定与验证工作,取得了较好的模拟效果。结果表明,EasyDHM模型在西江流域具有很好的适用性,构建的西江流域分布式水文模型能够客观描述该流域水文过程,可以用于实际问题的应用研究。 (2)在西江流域分布式水文模型的基础上,采用多种数理统计方法系统地分析了流域气温、降水、蒸发以及径流等要素的变化规律,并探讨了气候变化对流域径流变化的影响。 一是从趋势变化来看,近55年来,西江流域气温上升趋势具有显著性,蒸发量下降趋势呈现显著性,降水量和径流量则基本无明显变化趋势,枯水期各水库天然入库径流变化趋势基本也不明显；并且未来这种趋势仍可能持续。从突变分析来看,年、枯水期以及枯水期前期平均气温发生了由冷到暖的突变,年、汛期和枯水期前期蒸发量发生了由多到少的突变,降水量、径流量基本无突变现象发生。从周期分析来看,气温、降水、蒸发和径流等要素均存在多时间尺度变化特征,具有不同的周期成分。近年来流域枯水期来水偏枯与降水、径流的周期性变化有很大的关系。 二是从气候变化对径流量影响的角度来看,降水是影响径流最主要的气候因素,其次是蒸发,其他气候因素主要通过影响蒸发与降水而间接影响径流的变化。厄尔尼诺和拉尼娜现象对径流的影响均具有滞后效应。太阳黑子活动剧烈与西江径流量的丰枯变化也具有良好的响应关系。