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变化环境下流域水循环演变规律研究是当前气候变化和水文水资源领域的重要研究内容之一。论文在流域水循环研究进展及存在问题分析的基础上,以二元水循环模型-区域气候模型耦合为指导,结合实践需求对二元水循环模型SWAT进行了改进,通过对区域气候模型RegCM3与SWAT模型的耦合,建立了流域水循环综合模拟平台(SWAT-RegCM3),并以澜沧江流域为例进行了应用研究。论文主要包括以下几部分内容:
(1)结合实践需求及水循环领域研究现状和存在问题,分析构建水循环综合模拟平台的必要性及可行性。
(2)构建水循环综合模拟平台。水循环综合模拟平台分为两大部分:陆面水循环模型SWAT和区域气候模型RegCM3。论文简要介绍了流域水循环的理论基础,重点对SWAT模型的原理进行了阐述,并结合实践需求及SWAT模型本身存在的问题,对SWAT模型积雪融雪模块进行了改进。论文详细介绍了双层积雪模型的原理,并结合实践需求对双层积雪模型进行了改进;将改进双层积雪模型与SWAT模型进行嵌套耦合,完成陆面水循环模型SWAT的构建;通过将SWAT模型与区域气候模型RegCM3的耦合,最终完成流域水循环综合模拟平台的构建。
(3)对研究区概况进行分析。简要介绍了研究区的地理概况、气候条件、地貌特征、植被与土壤条件、社会经济条件及水资源开发利用状况等。
(4)对SWAT模型基础数据进行处理。研究内容包括:DEM处理及子流域划分、土地利用空间数据库的建立,土壤空间分布及属性数据库的建立、水文响应单元HRU的生成、气象数据及水库数据的加载等。
(5)对SWAT模型进行参数敏感性分析、率定及验证。
(6)对变化环境下河道径流变化量进行影响分析。论文从气候变化采用区域气候模型Reg_CM3动力降尺度模拟,模拟结果作为水文模型的输入条件,通过对Reg_CM3与SWAT模型的耦合,分析气候变化对流域水循环的时空演变规律;人类活动对流域水循环的影响主要从水库投入运行方面进行研究,实例中分别采用汛期和非汛期两个时段进行分析;融雪过程的研究则以澜沧江上游某站点为例,分别采用双层积雪模型和度日模型对融雪过程进行模拟,并对模拟效果进行对比分析;
(7)结论和建议。对本文的主要研究成果进行了归纳和总结,并提出今后需要进一步研究和完善的方向。