基于CMIP6气候情景的泾河流域水文模拟及预测

作     者：龙鸿元 王丽霞 张珈玮 刘招 杨耘 

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院 长安大学地球科学与资源学院 长安大学水利与环境学院 

出 版 物：《水利水电技术(中英文)》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41471452) 陕西省自然科学基金项目(2021JM-161 2020ZDLSF06-07) 中央高校基本科研业务资助项目(300102269201 300102299206) 

主　　题：CMIP6 SWAT模型 土地利用 径流模拟 泾河流域 

摘      要：【目的】气候变化和人类活动引发的土地利用变化为水资源调控与管理带来了挑战，使得探究在两者影响下的水文模拟过程并进行定量预测和分析成为了目前的研究需要。【方法】基于CMIP6的三种气候模式ACCESS-CM2、BCC-CSM2-MR、NorESM2-LM的两种浓度情景SSP245、SSP585，通过偏差订正后模拟出泾河流域在未来时期（2022—2044年）的降水、最低气温和最高气温；基于2005年和2015年流域土地利用数据，利用CA-markov模型预测流域2025年土地利用空间分布，并结合气候模式数据，驱动SWAT分布式水文模型，预测泾河流域未来时期的径流变化，并分析两种因素对径流变化率的影响。【结果】研究结果表明：（1）未来时期（2022—2044年）SSP245和SSP585情景下，年平均降水相对于基准期（2006—2012年）分别上升0.3%和1.41%，最低气温分别上升0.9℃和1.11℃，最高气温分别上升0.28℃和0.07℃。（2）2025年建设用地和耕地面积相较于2005年分别增加了34.97%和3.15% ，而草地和林地面积减少了4.30%和1.59%。（3）基准期径流模拟值与实测值在率定期和验证期的R2和NSE值分别为0.86和0.7、0.76和0.71，R2均大于0.7，NSE均大于0.65。（4）S45＿LUC05、S85＿LUC05、S45＿LUC25、S85＿LUC25四种情景年平均径流模拟值分别为387m3/s，387.87m3/s、419.17m3/s、422.94m3/s 【结论】（1）未来时期（2022—2044）泾河流域年均降水和年均气温呈整体上升趋势。（2）未来时期（2025）年泾河流域建设用地面积将显著增加，草地和林地面积呈减少趋势（3）SWAT模型在泾河流域水文模拟中适用性较好（4）四种情景驱动下未来径流呈上升趋势，气候与土地利用变化共同影响了径流变化，土地利用变化对径流影响程度大于气候因素。