基于SWAT模型模拟的未来气候变化对洪湖流域水资源影响研究

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2016.04.005

气象与环境学报 ›› 2016, Vol. 32 ›› Issue (4): 39-47.doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2016.04.005

基于SWAT模型模拟的未来气候变化对洪湖流域水资源影响研究

王苗, 刘敏, 夏智宏, 王凯, 向华, 秦鹏程, 任永建

武汉区域气候中心, 湖北武汉 430074

收稿日期:2015-01-29 修回日期:2015-09-02 出版日期:2016-08-30 发布日期:2016-08-30
作者简介:王苗,女,1985年生,工程师,主要从事气候变化研究,E-mail:maomao38278@163.com。
基金资助:
中国气象局气候变化专项（CCSF201205）和湖北省气象局科技发展基金（2015Z03）共同资助。

Effect of future climate change on water resource in Honghu watershed based on SWAT model

WANG Miao, LIU Min, XIA Zhi-hong, WANG Kai, XIANG Hua, QIN Peng-cheng, REN Yong-jian

Wuhan Regional Climate Center, Wuhan 430074, China

Received:2015-01-29 Revised:2015-09-02 Online:2016-08-30 Published:2016-08-30

摘要/Abstract

摘要： 利用SWAT模型和IPCC第五次评估报告中全球气候模式BCC-CSM 1.1数据，对未来气候变化RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5共3种典型排放情景对洪湖流域水资源的影响进行了模拟研究。结果表明：SWAT模型对洪湖流域供水资源模拟的适用性较好，洪湖流域在未来RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5排放情景下的温度增幅分别为1.4℃、1.9℃和2.4℃，降水变率分别为-3.20%、7.60%和7.90%。SWAT模型模拟结果表明，未来3种情景下随着温度上升洪湖流域实际蒸散发量均略增加，径流受降水影响显著且变化不同，RCP 4.5和RCP 8.5情景下地表径流及地下径流均增加，RCP 8.5情景比RCP 4.5情景下地表径流增加多；且各种重现期的洪峰流量和洪水发生频次均增加，RCP 2.6情景下地表径流和地下径流减少。3种情景下径流变异系数较基准期均略增大，说明洪湖流域发生干旱和洪涝的可能性增大，水资源可控性和利用率降低。

关键词: SWAT模型, 洪湖流域, 水资源, 全球气候模式, 排放情景

Abstract: Using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model and data from the global climate model BCC-CSM 1.1 (Beijing Climate Center Climate System Model 1.1) adopted by the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) Fifth Assessment Report,the change of water resource in Honghu watershed under three future climate change scenarios,including RCP (Representative Concentration Pathway) 2.6,RCP 4.5 and RCP 8.5 emission ones,was simulated in this paper.The results indicate that the SWAT model is appropriate to simulate the change in water resource of Honghu watershed.Under the RCP 2.6,RCP 4.5 and RCP 8.5 emission scenarios,the temperature increments are 1.4℃,1.9℃ and 2.4℃,and the variation rates in precipitation are -3.20%,7.60% and 7.90%,respectively.With the increasing in temperature,the amount of evapotranspiration increases for all the three emission scenarios.The runoff is influenced significantly by precipitation.For the different scenarios,the responses of runoff to precipitation are different.Under the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios,the amounts of surface and groundwater runoffs and flood-peak flow and the times of flood happening in different kinds of return periods all increase.The increasing amount in surface runoff is more remarkable for the RCP 8.5 scenario.Comparatively,the amounts for both of the surface and groundwater runoffs decrease under the RCP2.6 scenario.The variation coefficients of runoff under all these scenarios are bigger than that of the reference period.It means that the possibility of extreme meteorological evens (such as drought and flood) may increase,and the ability to utility and control of water resource in Hongdu watershed may decrease.

Key words: SWAT model, Honghu watershed, Water resource, Global climate model, Emission scenarios

中图分类号:

P467

王苗, 刘敏, 夏智宏, 王凯, 向华, 秦鹏程, 任永建. 基于SWAT模型模拟的未来气候变化对洪湖流域水资源影响研究[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(4): 39-47.

WANG Miao, LIU Min, XIA Zhi-hong, WANG Kai, XIANG Hua, QIN Peng-cheng, REN Yong-jian. Effect of future climate change on water resource in Honghu watershed based on SWAT model[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2016, 32(4): 39-47.

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参考文献

[1] 王苗,郭品文,邬昀.中国东部极端降水变化特征及其与大气稳定度的关系[J].大气科学学报,2014,37(1):47-56.
[2] 张利平,陈小凤,赵志鹏,等.气候变化对水文水资源影响的研究进展[J].地理科学进展,2008,27(3):60-67.
[3] Schwarz H E.Climatic change and water supply:how sensitive is the Northeast?[M].Washington D C:National Academy of science,1977.
[4] Mccabe G J,Wolock D M,Hay L E,et al.Effects of climatic change on the Thornthwaite moisture index[J].AWRA Journal of the American Water Resources Association,1990,26(4):633-643.
[5] Arnell N W.The effect of climate change on hydrological regimes in Europe:A continental perspective[J].Global Environmental Change,1999,9(1):5-23.
[6] 李林,戴升,申红艳,等.长江源区地表水资源对气候变化的响应及趋势预测[J].地理学报,2012,67(7):941-950.
[7] 汪美华,谢强,王红亚.未来气候变化对淮河流域径流深的影响[J].地理研究,2003,22(1):79-88.
[8] 范广洲,吕世华,程国栋.气候变化对滦河流域水资源影响的水文模式模拟(Ⅱ)模拟结果分析[J].高原气象,2001,20(3):302-310.
[9] 夏智宏,周月华,许红梅.基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应[J].长江流域资源与环境,2010,19(2):158-163
[10] 刘惠民,邓慧平.全球气候变化影响研究进展[J].安徽师范大学学报:自然科学版,1999,22(4):378-382.
[11] 丁永建,刘凤景.近三十年来青海湖流域气候变化对水量平衡的影响及其趋势预测[J].地理科学,1995,15(2):128-135.
[12] 木沙·如孜,白云岗,徐强,等.气候变化对塔里木河流域作物需水量的影响[J].人民黄河,2013,35(3):68-70.
[13] 郭生练.气候变化对洪水频率和洪峰流量的影响[J].水科学进展,1995,6(3):224-230.
[14] 王小军,贺瑞敏,尚熳延.气候变化对区域农业灌溉水量的影响分析[J].中国农村水利水电,2011(1):29-36.
[15] 王莉.基于SWAT模型的气候变化对水资源影响研究[D].南京:南京信息工程大学,2012.
[16] 柴晓玲.无资料地区水文分析与计算研究[D].武汉:武汉大学,2005.
[17] 李玉华.基于SWAT模型的三峡库区径流模拟研究[D].重庆:西南大学,2010.
[18] 许红梅.流域水文模拟的自动参数化:SWAT2005在香溪河的应用[J].中国农业气象,2009,30(S2):301-306.
[19] 孙凤华,李丽光,梁红,等.1961-2009年辽河流域气候变化特征及其对水资源的影响[J].气象与环境学报,2012,28(5):8-13.
[20] 王顺久.全球气候变化对水文与水资源的影响[J].气候变化研究进展,2006,2(5):223-227.
[21] 王守荣,郑水红,程磊.气候变化对西北水循环和水资源影响的研究[J].气候与环境研究,2003:8(1):43-51.
[22] 夏智宏,周月华,许红梅.基于SWAT模型的汉江流域径流模拟[J].气象,2009,35(9):60-68.
[23] 李道峰,田英,刘昌明.黄河河源区变化环境下分布式水文模拟[J].地理学报,2004,59(4):565-573.
[24] 王绍武,罗勇,赵宗慈,等.新一代温室气体排放情景[J].气候变化研究进展,2012,8(4):305-307.
[25] 李劲峰,李蓉蓉,李仁东.四湖地区湖泊水域萎缩及其洪涝灾害研究[J].长江流域资源与环境,2000,9(2):265-268.
[26] 陈世俭,王学雷,卢山.洪湖的水资源与水位调控[J].华中师范大学学报:自然科学版,2002,36(1):121-124.
[27] 王慧亮,王学雷,厉恩华.气候变化对洪湖湿地的影响[J].长江流域资源与环境,2010,19(6):653-658.
[28] 傅国斌,李克让.全球变暖与湿地生态系统的研究进展[J].地理研究,2001,20(1):120-128.
[29] 王晓艳,王学雷,邓帆.1961年-2008年洪湖湿地区域气候变化特征分析[J].华中师范大学学报:自然科学版,2011,45(2):304-307.
[30] 朱红蕊,刘赫男,张洪玲,等.1971-2010年黑龙江省蒸发量气候变化特征[J].气象与环境学报,2013,29(3):63-68.
[31] 陈兴旺.广义极值分布理论在重现期计算的应用[J].气象与减灾研究,2008,31(4):52-54.
[32] 刘聪,秦伟良,江志红.基于广义极值分布的设计基本风速及其置信限计算[J].东南大学学报:自然科学版,2006,36(2):331-334.
[33] 黄涛,刘治国,邓振镛.青藏高原东北侧强降水变化特征及其气候重现期计算[J].干旱气象,2009,27(4):314-319.
[34] 周鑫,李清泉,孙秀博,等.BCC_CSM 1.1模式对我国气温的模拟和预估[J].应用气象学报,2014,25(1):95-106.
[35] 许崇海,罗勇,徐影.全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估[J].气候变化研究进展,2010,6(6):398-404.
[36] 赵宗慈,罗勇,王绍武,等.全球变暖中的科学问题[J].气象与环境学报,2015,31(1):1-5.

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[1]	王涛, 王乙舒, 崔妍, 敖雪, 赵春雨, 王颖, 周晓宇, 侯依玲, 刘鸣彦, 顾正强. 气候模式对东北三省降水模拟能力评估及预估[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(5): 52-60.
[2]	崔妍,周晓宇,赵春雨,龚强,王颖,李倩,敖雪,房一禾,张海娜. 5个IPCC AR4全球气候模式对东北三省降水模拟与预估[J]. 气象与环境学报, 2014, 30(4): 34-41.
[3]	崔妍,李倩,周晓宇,张晓月,赵春雨. 5个全球气候模式对中国东北地区地面温度的模拟与预估[J]. 气象与环境学报, 2013, 29(4): 37-46.
[4]	孙凤华，李丽光，梁红，袁健，路爽. 1961—2009年辽河流域气候变化特征及其对水资源的影响[J]. 气象与环境学报, 2012, 28(5): 8-.
[5]	张文兴,姜晓艳,张菁,隋东,孙福义. 沈阳市降水对水资源的影响及对策[J]. 气象与环境学报, 2009, 25(3): 24-29.
[6]	杨丽桃,李喜仓,侯琼. 1961－2005年嫩江流域右岸气候变化及对水资源的影响[J]. 气象与环境学报, 2008, 24(5): 16-19.
[7]	高霞,李强. 1961—2005年河北省降水气候特征及雨水资源的开发利用[J]. 气象与环境学报, 2008, 24(4): 49-52.
[8]	靳君. 辽宁能源水资源与环境问题探讨[J]. 气象与环境学报, 2006, 22(5): 50-52.
[9]	张淑杰,冯锐,张玉书. 基于ArcView的水资源数据库系统的设计与实现[J]. 气象与环境学报, 2006, 22(3): 37-40.
[10]	刘云辉. 朝阳地区水资源现状与可持续发展对策[J]. 气象与环境学报, 2005, 21(3): 27-28.
[11]	班显秀,王吉宏. 一种评估人工增雨量对水资源量贡献的计算方法[J]. 气象与环境学报, 2005, 21(3): 25-26.
[12]	班显秀,王吉宏. 辽宁水资源状况浅析[J]. 气象与环境学报, 2004, 20(4): 27-28.
[13]	赵玉莲,张翠艳 . 从锦州连续干旱分析水资源与生态环境变化[J]. 气象与环境学报, 2004, 20(1): 29-29.
[14]	王吉宏,班显秀. 辽宁冬季人工增雪的可行性分析[J]. 气象与环境学报, 2003, 19(4): 19-21.
[15]	周德平. 建设辽宁云水资源开发工程浅析[J]. 气象与环境学报, 2003, 19(2): 31-32.