基于水热平衡模型的青海湖水位变化趋势预测

近几十年来,随着气候干暖化,以青海湖为代表的我国内陆湖泊水位持续下降,生态环境问题日益突出,备受世人关注.运用改进的水热平衡模型预测了2050年以前青海湖逐年的湖面蒸发量,并运用多元线性回归的方法估算出流域未来径流量的变化,最终通过水量平衡的方式对2050年以前青海湖水位的变化趋势进行了定量预测.预测表明未来几十年内,青海湖水位会经历先相对稳定再继续下降的过程,2020年以前青海湖水位会相对稳定在3192.7m,之后会继续下降,到2050年约下降到3191.22m,总体上2010-2050年青海湖水位下降趋势将有所缓和.

GIS技术和水热平衡模型在古湖泊水文重建研究中的应用——以石羊河流域为例

首次利用GIS技术并结合沉积学研究结果 ,计算全新世两个时段石羊河流域终闾湖泊的面积 ,建立石羊河流域水热平衡模型 ,进而恢复全新世两个时期的降水量。

花海湖泊特征时期的水量平衡

应用水热平衡模型,在野外考察及分析的基础上恢复了花海湖泊特征时期的古降水量.结果表明:4300aBP左右花海湖泊面积达到最大时,模型恢复的古降水量约为138mm,比现在降水量高112%;由灵敏度分析,在该区运用水热平衡模型计算古降水量时,对降水反应最为敏感的是云量变化,同时对地表反射率、水汽压和表面温度也具有较高的灵敏度.恢复的古降水量为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景.

6700～5800 yr BP期间石羊河流域的水量平衡

根据石羊河流域终端地区具有14C测年的湖岸地貌、沉积证据恢复了古湖泊面积,运用水热平衡模型计算了石羊河流域6700~5800 yr BP期间的古降水量。主要结论如下:古湖泊面积在1∶5万DEM图上得出为581km2;通过对全新世以来的七级岸堤所匡算的湖面面积做线性回归,得出自然状态下现代的湖泊面积约为126km2;对于现代流域温度和流域降水量,分别采用了分布式温度模型和分布式降水量模型得出,结果为6℃/a和213mm/a;利用水热平衡模型恢复的古降水量为293mm/a,比现在降水量高37%。

青海湖小冰期降水量估算

通过对处于构造活动相对稳定的青海湖湖滨地带湖岸堤的野外考察,获取了海晏湾和哈达湾两处湖岸堤的14C年龄;在地理信息系统的支持下,得到这两处岸堤的海拔高度和湖泊面积,应用水热平衡模型,估算了当时流域的降水量。200 a B.P.的青海湖湖岸堤海拔高度为3 201 m,湖泊面积为4 870 km2,流域降水量为416 mm,表明青海湖该时段小冰期气候具有比现在湿润的特征,同时,降水量估算的结果也支持了青海湖流域气候受亚洲西南季风影响的观点。

新疆克里雅河流域绿洲适宜规模

利用克里雅河流域1957～2009年水文气象资料及2010年遥感影像数据,借助Z指数法及水热平衡模型分析了流域水资源在不同丰枯水平下的绿洲适宜规模。结果表明:克里雅河流域地表径流存在明显的丰枯变化;维持克里雅河流域下游天然绿洲稳定所需要的水资源为1.583亿m3;现状面积下,克里雅河流域人工绿洲在丰水期处于稳定水平,枯水期与平水期皆为亚稳定水平;克里雅河流域人工绿洲在丰水期、平水期和枯水期的适宜规模分别为1 608～2 413 km2、1 157～1 736 km2和978～1 467 km2,而较高水资源保证度下最为适宜的规模应控制在978～1 736 km2。

石羊河流域全新世不同时段降水量的估算

利用水热平衡模型，并结合实地考察和历史文献分析，恢复了石羊河流域全新世四个特征时期的降水量。结果表明：在6．5～5．8kaB,P、5．5～5．2kaB．P、3．6kaB．P、1．5kaB．P四个特征时期石羊河流域的降水量分别为167mm、157mm、152mm、147mm，分别比现在多30％、21％、15％和10％。降水量的这种变化趋势说明自全新世中期以来，石羊河流域的气候是趋于向干旱化的方向发展的。这一结论为研究本区土地退化、荒漠化等环境问题提供了自然背景。