【摘 要】
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绿水资源对于陆地生态环境维护和人类农业生产具有重要意义。在当前全球变暖的大背景下,气候变化情景下的水文循环响应的研究仍然主要以蓝水资源为主,而对于绿水资源的研究较少。庄浪河地处祁连山地区,水资源短缺为区域内雨养农业发展的最大限制条件,且带来一系列生态环境问题。为深入研究气候变化情况下庄浪河地区蓝绿水的时空分布,本文以蓝绿水概念作为研究核心,以SWAT(Soil and Water Assessme
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绿水资源对于陆地生态环境维护和人类农业生产具有重要意义。在当前全球变暖的大背景下,气候变化情景下的水文循环响应的研究仍然主要以蓝水资源为主,而对于绿水资源的研究较少。庄浪河地处祁连山地区,水资源短缺为区域内雨养农业发展的最大限制条件,且带来一系列生态环境问题。为深入研究气候变化情况下庄浪河地区蓝绿水的时空分布,本文以蓝绿水概念作为研究核心,以SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型为研究手段,分析庄浪河流域近30年蓝绿水资源时空变化趋势,探讨降水、气温的变化对庄浪河流域内蓝绿水资源的影响,为该地区采取人工影响天气等手段、寻求可持续水资源管理措施以及后续开展绿水方面的研究提供参考。本文主要研究结果如下:(1)构建了庄浪河流域SWAT模型,根据实测水文观测资料借助自动率定软件SWAT-CUP中的SUFI-2算法对流域SWAT模型进行校准验证。采用纳什效率系数NSE和决定系数R~2作为模型适用性评价指标,得到武胜驿水文站和红崖子水文站校准期和验证期均达到了模型适用的标准。(2)将1988~2017年乌鞘岭站和皋兰站的实测气象资料输入校准好的SWAT模型,模拟近30年庄浪河流域蓝水、绿水资源状况。模型模拟的全流域多年平均蓝绿色总深度为411mm,与实际情况较为相符。从时间上来看,庄浪河流域近30年来,绿水深度呈增加趋势,而蓝水深度变化趋势并不明显。从空间上看,庄浪河流域蓝水深度和绿水深度从上游至下游呈逐渐减少的趋势。从绿水系数来看,庄浪河流域绿水系数随时间推移呈现出上升趋势,沿上游至下游不断增大,整体稳定在82%以上。绿水系数的增加在一定程度上反映了该地区的植被覆盖程度和生态环境状况在不断改善。(3)选取降水和气温两个气象因子,综合气象因子发生变化的位置,共设置45种情景,分析不同情景下庄浪河流域蓝绿水资源响应情况。总的来说,庄浪河流域内蓝水和绿水深度对降水的敏感程度都很高,而对气温的敏感程度较弱,绿水深度与气温呈负相关,且流域内蓝水对气温与绿水相比敏感程度更高。(4)选取两个气象站气象因子都发生变化的情景S31~S45探讨庄浪河流域蓝绿水空间变化趋势。从绿水来说,上游区间年绿水深度对气温变化敏感程度更高,下游区间年绿水深度对降水增加的敏感程度更高。从蓝水来说,流域内年蓝水深度与绿水相比响应程度更为强烈,且流域内蓝水深度对气候变化响应强烈的区域集中在流域中部。
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