氣候變化條件下黃河干流梯級水庫效益分析.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源需求的日益增加，黃河流域水資源供需矛盾愈來愈尖銳，梯級水庫聯(lián)合調(diào)度可以有效的解決水資源時空分布不均問題，而氣候變化會對流域水資源產(chǎn)生影響，因此研究氣候變化條件下，歷史和未來時期黃河流域梯級水庫效益變化是十分必要的。本文以Delta降尺度方法和VIC水文模型為基礎(chǔ)，對未來氣候情景下黃河流域水文氣象進(jìn)行預(yù)估，并結(jié)合梯級水庫調(diào)度模型，研究變化條件下黃河干流梯級水庫效益表現(xiàn)情況。論文的主要研究內(nèi)容和主要成果包括以下幾方面

2、：
　?。?）采用Mann-Kendall法、累積距平法等，對黃河流域降水、氣溫和徑流的變化趨勢、突變情況進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：過去50年中，全流域降水表現(xiàn)為不顯著遞減趨勢，并于70年代左右發(fā)生突變；流域平均氣溫呈顯著上升趨勢；還原徑流呈現(xiàn)下降趨勢，且在80年代末期發(fā)生突變，徑流逐漸減少。
　?。?）基于VIC分布式水文模型，構(gòu)建本地化數(shù)據(jù)庫，對黃河干流主要水文站點(diǎn)的徑流過程進(jìn)行模擬，驗(yàn)證模型的適用性和可靠性。模擬評價結(jié)果

3、表明，VIC分布式水文模型對徑流的模擬結(jié)果與還原徑流總體過程基本一致，相關(guān)系數(shù)R>0.8、納什系數(shù)Ns>0.7和相對誤差Er<15％，均滿足要求，證明模型在研究區(qū)具有較好的適用性，可用于未來變化條件下的徑流模擬。
　　（3）未來氣候條件以全球氣候模式情景考慮，基于Delta降尺度方法對黃河流域未來時期（2011-2050年）RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三種情景下的降水、最高氣溫和最低氣溫進(jìn)行預(yù)估，建立未來氣候情景。與歷

4、史基準(zhǔn)期（1971-2010年）相比，未來40年流域范圍內(nèi)降水增加6.65%-9.56%，最高氣溫和最低氣溫呈現(xiàn)增溫趨勢，升溫1.01℃-1.44℃，冬季升溫幅度較大。
　?。?）以未來氣候情景資料驅(qū)動VIC分布式水文模型，預(yù)估未來時期流域各主要站點(diǎn)的徑流過程。結(jié)果顯示，在未來不同情景下，黃河流域源區(qū)年平均徑流較基準(zhǔn)期減少，源區(qū)以下各站點(diǎn)徑流量增加2.59%-8.70%，但增加的幅度逐漸減少，未來40年流域徑流呈下降趨勢，各月徑流

5、變化呈現(xiàn)出夏季減少而冬季增加的變化形勢。
　　（5）建立黃河干流梯級水庫調(diào)度模型，并根據(jù)不同需水要求，將歷史時期和未來時期的徑流序列代入模型中進(jìn)行運(yùn)算，分析不同氣候情景下梯級水庫的供水、發(fā)電效益的變化情況。研究結(jié)果表明，歷史時期不同需水條件下，供水量因需水量的增加而提升，但不及需水增加程度，流域缺水率由6.96%增加至12.16%；多年平均發(fā)電量和保證出力均隨需水的增加而減少，但變化幅度較小。
　?。?）以未來時期所選的RC

6、P2.6、RCP4.5和RCP8.5三種氣候情景的徑流資料輸入黃河干流梯級水庫調(diào)度模型中運(yùn)行，得到未來時期流域供水、發(fā)電情況。結(jié)果表明，在2030遠(yuǎn)景年需水條件下，流域水資源量和供水量均有所增加，但供水量增加不及水資源量的增加程度，供水能力有所下降；多年平均發(fā)電量與歷史時期相比變化不大，保證出力有所提高。綜合來看，黃河流域缺水的現(xiàn)象并沒有因?yàn)閬硭黾佣玫矫黠@改善，因此仍然應(yīng)該加強(qiáng)流域水資源管理和分配，以期實(shí)現(xiàn)水資源的更加合理和可持續(xù)的