寒旱所典型寒区流域水文过程模拟及分析研究取得进展

2011-10-25 23:03 来源: 中国科学院
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  山区冰川、季节性积雪以及冻土在我国西北地区的水循环中发挥着重要作用。尤其在干旱半干旱地区,内陆河流域的水资源主要来自高山源流区,在全球气候变暖条件下,西北寒区冰川退缩、冻土退化已经改变了这些区域的生态及小气候环境,导致径流过程和径流量发生了明显的改变,如干季流量、洪峰流量及径流总量都发生了显著变化。随着冰川持续的退缩,干旱和半干旱地区的流量最终将明显减少,直至冰川径流消失。但短期内由于气温上升、冰川消融加速、夏季径流量呈增加趋势,冰川融雪洪水灾害也呈增加趋势。冰川和冻土水文是西北寒区流域水文的重要组成部分,冰冻圈变化对我国的水安全有着明显影响,对西部水资源可持续利用有着重要意义。

  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所寒旱区水文与水土资源研究室、冰冻圈科学国家重点实验室科研人员利用VIC模型的计算框架,耦合次格网化冰川消融计算方案,实行其在有冰川的流域中的模拟能力;并利用耦合后的模型对阿克苏河流域的水文过程(1970-2007年)进行模拟,采用日径流数据(1980-1989年)对模型进行校正和验证,通过模拟和观测数据分析径流组成及近38 a的变化特征。

  研究结果表明:

  1)托什干河冰川区径流占总径流的29.2%,昆马力克河冰川区径流占总径流的58.7%。

  2)两大支流总径流量近38 a均呈增加趋势,托什干河径流增加了43.1%,平均年增加幅度为25.95×106m3 ·a-1,昆马力克河径流增加13.1%,平均年增加幅度为14.09×106m3·a-1。

  3)低冰川覆盖率的托什干河径流增加完全由于非冰川区径流的增加,高冰川覆盖率的昆马力克河径流增加是冰川区径流和非冰川区径流增加共同作用的结果。其中,总径流增加量中42%是来自于冰川区径流,58%来自于非冰川区径流。

  该研究项目受到国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目(2007CB411502)、国家自然科学基金项目(41001039)、科技部国际科技合作项目(2008DFA20400)、水利部公益行业科研专项经费项目(200701046)资助。研究成果发表于《冰川冻土》(2011,33(3))。

VIC冰川耦合方案

1980-1989年校正期日径流实测与模拟对比

1970-2007年月径流实测与模拟对比