RCP4.5情景下长江上游流域未来气候变化及其对径流的影响

基于1961—2010年长江寸滩以上流域50个气象站的逐日观测数据和寸滩水文控制站的逐日径流数据,结合流域的地形、土地利用和土壤信息,采用HBV和SWAT水文模型,模拟了流域降水径流定量关系,并利用CCLM区域气候模式,开展了气候变化背景下,寸滩未来径流的可能演变趋势分析。结果表明:HBV和SWAT水文模型都适用于位于湿润地区的长江寸滩以上流域,月径流的模拟Nash-Sutcliffe效率系数都在0.90以上。相比较,SWAT水文模型对于枯水径流的模拟较差,HBV水文模型峰值流量的模拟高于实测。相对于基准期(1986—2005年),RCP4.5情景下,2011—2040年寸滩以上流域平均气温、最高气温、最低气温将明显增加,并呈持续上升趋势;流域降水也有一定的增加,但2030年后呈弱减少趋势。从两类水文模型对径流模拟的集合结果来看,2011—2040年年径流将上升14.2%;而径流量的概率分布尾部特征及径流分位数变化进一步表明,流域的未来峰值流量预计将有所增大。

全球升温1.5℃和2.0℃对长江寸滩站以上流域径流的影响

基于多领域间影响模型比较计划推荐使用的4个全球气候模式GCM数据(GFDL、Had、IPSL和MIROC),分别驱动SWIM、SWAT、HBV和VIC水文模型模拟长江寸滩站以上流域径流量,研究全球升温1. 5℃和2. 0℃情景下研究区径流量变化。研究表明:(1)在全球升温1. 5℃时,水文模型和GCMs模拟的年径流量增幅分别在5. 5%～8. 3%和3. 5%～11. 4%之间;在全球升温2. 0℃时,水文模型模拟的径流量增幅在4. 8%～6. 7%,IPSL模拟的年径流量呈微弱减少趋势,HAD和MIROC模拟的年径流量分别增加6. 7%和19%。来自GCMs的不确定性分别是来自水文模型的2. 6和2. 1倍;(2)在两个不同升温条件下,月径流量集合平均的占比与基准期各月径流量的占比表现出高度一致性,但是升温1. 5℃和2. 0℃时的月最大径流量占比分别为47. 8%和40. 5%,表明在未来升温时段内,月径流量占比变化并不显著,但是极端月径流的变化较大;(3)全球升温1. 5℃时,枯、丰水期日径流量增幅分别为3%和10%,但枯、丰水期径流贡献率变化幅度都不大。全球升温2. 0℃时,枯、丰水期增幅分别为3. 6%和8%,但枯、丰水期径流贡献率都呈下降趋势。全球升温1. 5℃和2. 0℃时,50年一遇(P=2%)的洪水流量,将分别比基准期增加26. 3%和20. 7%。基准期50年一遇的洪水将可能变成20年一遇,多年平均最大日径流量较基准期也有增加。