论文部分内容阅读
对人类生存，作物灌溉，牲畜，工业和水力生产来说，水的可用性是基本的需求。关键气候变量（温度和降水）的异常变化直接影响区域和全球水资源。在多种气候变化对水资源影响的解释中，最明确、最可检测的影响是河流径流体积变化以及季节性变化。因此，为了增强战略规划和未来水可用性管理，对温度和降水变化以及他们对河流的影响的预测性理解是必要的。由于气象站的缺乏，气候变化现象以及它对Hindnkush高海拔地区水文气候成分的影响没有被清楚地揭示。Swat流域位于巴基斯坦北部Hindukush山脉的东北部，水资源易受气候变化的影响。本研究运用多卫星数据和原地测量计数据评估Swat流域气候变量（温度和降水）的时空流动以及它们对河流径流和积雪动态的影响。非参数，MMK和TS等统计方法被运用以确定水文气候变量的主要趋势。模拟来自CMIP5的六个气候模型(GCMs:BCC-CSM1.1-m，CCSM4，CESMI-BGC，MIROC5，MPI-ESM-LR,and MRI-CGCM3)的降水，最高温度和最低温度，然后将其与SWAT模型耦合来推断未来气候变化对Swat流域河流径流的影响。运用CFSD（变化因素的统计降尺度）对全球气候变化进行降尺度研究。基于RCP4.5和RCP8.5气候变化情节，对未来三个时间段(2011-2014，2041-2071，2071-2100)的河流径流进行模拟。将这三个时间段的河流径流与过去时间段(1981-2010)的河流径流进行比较，获得径流平均值，中位数和峰值的相对变化。 为了解决测量站数据缺水的问题，也为了在一个好的时间分辨率上增强地理空间信息的弹力，通过卫星观测来提供降水和温度的数据。基于TRMM的实时(3B42RT)和后实时(3B42V6and3B42V7)卫星降水数据显示3B42V7的性能优于其他TRMM产品。但是相较于地面测量器的数据，它显示出相当大的偏差。本文将测量器的观测值作为参考值，运用区域偏差校正合成基于卫星的日降水评估。结果显示，基于卫星的日合成降水量评估与其参考值有一个很好的关系。但是，偏差校正的3B42V7产品被选择作为Hindukush山脉水文气候分析的合适的替代品。 运用偏差校正的3B42V7降水评估分析积雪动态以及它们对Swat流域河流体系的影响。为了达到这个目的，2000-2014年的积雪情况通过MOD10A2来获得。分析显示Swat流域冬季积雪面积呈降低趋势，但是在5％的显著水平上并不显著。但是，SCA在其他季节以及年平均水平呈增加趋势。总的来说，在1961-2014年期间，流域的温度，降水，河流径流呈持续增加趋势。基于这些发现，Swat河流径流很可能增加，原因是河流径流与降水和温度的显著正相关关系，与SCA的显著负相关关系。运用连续的Mann-Kendall测试进行流域径流时间序列突变分析。分析显示1980年以来Swat流域的河流径流呈显著增加趋势。 相较于1981-2010，GCMs结果显示年平均温度显著增加，幅度分别为至21世纪末:RCP4.5:2.22-4.18℃,RCP8.5:4.63-8.49℃。四个GCMs(BCC-CSM1.1m,MIROC5,MPI-ESM-LR,和MRI-CGCM3)结果也同时显示年平均降水的相对增加，幅度分别为RCP4.5:1.51-22.50％，RCP8.5:1.05-35.98％。但是，两个GCMs(CCSM4和CESMI-BGC)显示降水下降，幅度分别为RCP4.5:-9.74-2.99，RCP8.5:-13.72-3.24。在RCP情节下，耦合积雪算法（温度指标，海拔带）和SWAT模型来阐述Swat流域积雪融化原因。在对未来河流径流进行预测之前，运用SWAT-CUP界面工具对SWAT模型进行校准和验证。SWAT模型模拟结果显示到本世纪末，预测的气候变化对Swat河流径流有显著影响，包括a）在RCP4.5和RCP8.5下年平均河流径流的增加（相较于1981-2010的年平均径流，幅度为0.3-44.4％）;b)中低径流的增加，c）日径流峰值的增加。基于本研究发现，预测的气候变化会显著影响Swat河流径流的幅度和季节性。因此，河流径流（低，中，高）变化的定量分析应该被考虑，以为巴基斯坦北部Mohmand大坝和其他即将到来的水力项目的未来水贮备规划提供参考。本研究中的测试框架包括SWAT水文模型的校准和验证也应该被考虑，以为土地运用或土地变化对Swat河流径流的未来影响评估提供依据。而且，本研究结果也显示考虑未来气候变化对水资源的影响是必要的，它可以为规划区域用水政策提供依据。