论文部分内容阅读
澜沧江-湄公河流域的水文过程面临着气候变化和水电开发的双重影响,准确预测在未来气候变化及水库调度干预情景下该流域的洪水特征是各国流域管理机构及科研人员面临的重要问题之一。论文首先在澜沧江-湄公河流域建立了一个基于地形分析的大尺度分布式水文模型GBHM-MK,并通过与实测径流的对比检验了模型的精度和可靠性;同时发现在实测站点比较稀少的湄公河流域,采用遥感降雨产品驱动GBHM-MK率定得到的参数比采用站点资料驱动得到的参数更加稳定和有效。论文研发了三种不同复杂程度的水库调度模型(SLM、SOP1、SOP2),并利用美国径流观测数据对模型进行了验证。论文提出了一个量化水库影响程度的指标RII,基于RII发现了水库调度对于洪水频率曲线的非线性滤波作用,并利用SOP2调度模型解释了洪水均值和变异系数随RII变化改变的机制。论文整理了澜沧江-湄公河流域主河道上已有的、在建的和规划中的水库信息,将SOP2水库调度模块与GBHM-MK模型进行耦合,并用ISI-MIP提供的5个GCM模式的统计降尺度输出数据驱动耦合模型,对澜沧江-湄公河流域未来2010-99年的洪水变化进行预估分析。降雨的分析表明流域内未来年均降雨量和降雨强度呈现增加的趋势,而极端降雨事件强度呈现增大的趋势,越是极端的降雨事件增大得越明显。由此导致在未来气候变化情景下,流域内洪水风险呈现出增加的趋势,具体表现为:年最大洪水的均值和变异系数都有显著的增加,洪水频次也增加明显,同时上游流域受气候变化影响更大。而在考虑了水库调度的人工干预后,发现基于SOP2的水库调度可以有效降低洪水风险,特别是在上游地区效果更为明显。在时间效应上,水库调度在近期(2010-39)和中期(2040-69)能较为明显的减缓气候变化对洪水的影响;然而随着时间的推移,气候变化的影响越来越大,洪水风险在后期(2070~2099)仍然呈现增加的趋势。在空间效应上,由于大型水库主要分布在上游区域,水库调度可以显著的降低上游的洪水风险;对于下游流域,水库调节的影响较小,气候变化的影响起主导作用,洪水风险一直在增加。本论文的研究表明,气候变化将显著增大澜沧江-湄公河流域洪水的量级和发生频次,而通过合理的水库调度则可以在上游显著地减缓气候变化在近期和中期对该流域洪水的不利影响,然而,由于建设和规划的水库主要位于上游,人工干预对下游的气候变化效应影响较小,下游流域未来情景下洪水仍然增大增多明显,需要采取进一步的措施来应对该区域气候变化带来的不利水文后果。