VIC-3L模型在无定河流域的应用

【作者】 陈思； 胡伏生； 谢正辉；

【机构】 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室； 中国科学院大学； 中国地质大学(北京)水资源与环境学院；

【摘要】 我国西北地区生态环境十分脆弱,气候与水资源严重制约着人类社会经济的发展。尤其是在人口不断增长、经济飞速发展以及全球气候变化的大环境下,人类的工、农、林、牧业等活动都会对环境产生巨大的影响。若是不重视生态环境的保护,生态敏感区则可能会面临植被退化、覆盖度降低、荒漠化加剧、水资源短缺等一系列严重的环境问题。对陆面水文过程的研究有助于了解该流域的陆地表面与大气之间的水热交换过程,认识流域的气候、植被、生态以及水文的演变规律,最终为流域的生态环境以以及水资源的合理规划管理提供科学的理论依据。为分析无定河流域气候变化对水资源的影响,以及未来气候情景模式下的水文循环对气候变化的响应,本研究应用了大尺度可变下渗容量陆面大尺度水文模型Variable Infiltration Capacity (VIC) Macroscale Hydrologic Model研究无定河流域,建立了适用于无定河流域及其子流域的VIC模型,并结合Dag Lohmann的汇流模型进行了模拟实验与敏感性实验分析,并将VIC模型与区域气候模式相结合,预测气候变化对无定河流域水资源的影响,对陆气相互作用进行探究。定性分析了水资源量在无定河流域空间和实践的分布。主要的研究内容包括以下几个方面:(l)以VIC水文模型为基础,使用中科院青藏高原所气象再分析资料,通过反距离权重-梯度方法将气象资料插值到所需分辨率,对无定河流域1979-2000年的径流过程进行了高分辨率(0.083°×0.083°)的模拟。(2)对影响无定河流域的径流过程的七个土壤参数进行了标定并分别做了敏感性分析。发现只有第二层土壤和可变下渗容量曲线形状b对多年径流量相对误差比较敏感。(3)根据5种CMIP5模式,在RCP2.6的气候情景下,对无定河流域的径流变化过程对气候变化的响应进行了分析。预估了该气候情景下到2050年无定河流域径流量呈现减少以及年平均温度上升的趋势。更多还原