摘要: 随着社会的不断发展，全球气候和环境也随之发生显著变化，其中与人类发展密切相关的水循环系统也受到了巨大影响。受气候变化和人类活动的影响，我国极端气候事件频发、南涝北旱和水环境恶化等，这极大制约我国社会经济的可持续发展。因此研究流域历... 展开 随着社会的不断发展，全球气候和环境也随之发生显著变化，其中与人类发展密切相关的水循环系统也受到了巨大影响。受气候变化和人类活动的影响，我国极端气候事件频发、南涝北旱和水环境恶化等，这极大制约我国社会经济的可持续发展。因此研究流域历史和未来水文气象要素变化及流域径流过程的变化，对流域水资源合理开发利用、防洪抗旱、流域生态环境保护和水资源安全具有重要意义。本文以中国西南典型喀斯特流域——澄碧河流域为研究对象，开展气候变化下岩溶区流域水文气象要素特征历史变化规律和流域未来径流变化响应研究，以资为西南典型岩溶区流域水资源高效利用、水资源规划管理和水安全保障提供科学参考依据，为缓解当前西南岩溶区流域水资源短缺情势和加快西南地区国民经济社会发展提供技术服务。本研究主要成果如下： （1）采用线性趋势法、ModifiedMann-Kendall趋势检验法、极点对称模态分解法、启发式分割法、小波分析和滑动Copula函数分析澄碧河流域1979~2019年降水和径流序列的趋势性、变异性及降水-径流关系的周期性和变异性。结果表明：澄碧河流域年降水量总体呈显著上升趋势，年面降水量增长率为6.9mm/a；降水年内分布不均，流域和各站点降水集中分布在5~8月；坝首站年径流深总体呈上升趋势，径流深增长速率为1.906mm/a；降水和径流突变年份均发生在2014年；2010年后降水量和径流量在高能量区存在正相位相关显著周期，1979~1997年低能量区降水-径流存在相关显著周期；降水-径流关系在2013年发生突变，联合序列的最佳Copula函数由Gumbel-Copula函数变为Frank-Copula函数。 （2）依据流域历史水文气象要素演变规律，在澄碧河流域上搭建新安江水文模型，结果表明模型在澄碧河流域水文过程模拟中具有较好的适用性。模型模拟日尺度径流的率定期确定性系数DF和相关系数R2均达到0.89，验证期的DF和R2分别为0.85和0.875；模型模拟月尺度径流的率定期和验证期的确定性系数分别达到0.95和0.92；模型在流域汛期模拟效果优于非汛期，汛期和非汛期模型模拟精度分别为0.92和0.87。评估结果显示，新安江模型基本能反映澄碧河流域降雨-径流过程，可以将其作为工具用于该流域未来气候变化下的径流响应研究；历史时期径流变化主要受人类活动和气候变化影响，影响占比分别为34.1%和65.9%。 （3）EC-Earth3模式SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下输出的澄碧河流域未来日降水量、日最高气温和日最低气温结果显示，2020~2100年降水、最高温和最低温总体呈现上升的趋势，特别是SSP5-8.5情景下流域未来年降水量较基准年增长13.2%，年均日最高气温涨幅达到0.055℃/a，年均日最低气温增长速率为0.060℃/a。 （4）将率定好的新安江模型与EC-Earth3模式输出的数据进行耦合，进而得出澄碧河流域未来径流变化过程。流域未来径流模拟结果显示SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的未来年径流深均有所增加，三种气候变化情景下未来时期多年平均年径流深较基准年分别增加了167.57mm、159.40mm和228.73mm；三种气候变化情景下流域未来年内径流变化呈“单峰型”，峰值提前至7月出现，且峰值变化较大，特别是SSP5-8.5情景下峰值达到164.99mm，较历史时期增加了47.8%；流域未来径流变化的主导因素为降水，平均贡献率达到71.68%。 收起