论文部分内容阅读
“一带一路”沿线涉及范围广,气候类型多样,水文情势复杂,沿线国家主要以发展中国家为主,落后的基础设施建设和普遍较差的水环境状况,导致水资源问题十分突出。作为“一带一路”倡议重要参与国的斯里兰卡,水资源问题已经成为制约本国发展的民生问题。温室效应影响下全球范围内的自然灾害频发为共建“一带一路”为沿线各国的水资源交流提供了机遇。以热带海岛斯里兰卡为例,降水总量充沛,但国内地势的起伏和湿润季风期的影响造成了降水在时空分布的不均衡,另外因极端气候的影响,使得水资源问题进一步加剧。以斯里兰卡基本气候要素时空特征分析为基础,进而研究极端降水周期变化和重心迁移趋势,从而为水资源管控和防洪防旱提供科学指导。马哈韦利河是斯里兰卡国内最大流域,担负着向干旱地区供水灌溉的职能,其径流量变化对当地经济社会发展具关键作用,以马哈韦利河流域为研究区,采用SWAT分布式水文模型,收集流域的气象、水文、地形、土壤类型和土地利用数据,建立基础空间数据库和属性数据库,对马哈韦利河径流量进行模拟,探究不同情景模式下径流量变化情况,对当地水资源管理政策制定奠定基础,同时基于我国水利行业的发展实力,加强多边合作,逐步推进“一带一路”沿线国家的水资源管理体系建设。本文的研究内容和成果如下:(1)基于斯里兰卡2008~2020年的气象数据,对其进行基础的趋势预测外,应用RClim Dex模型,选取了6个极端降水指标来分析斯里兰卡的极端降水特征。结果表明,在时间尺度上表征湿润气候事件的指数均呈不同程度上升趋势,表征干燥气候事件的指数呈下降趋势,且运用R/S分析法对未来极端降水趋势分析中发现,除持续干旱指数(CDD)外,其他极端降水指数在未来增强的概率较大;在空间尺度上,5日最大降水量(RX5day)、普通日降水强度(SDII)、极端降水日数(R20)和CDD指数大致均呈由北向南逐渐降低趋势,极端降水量(R95p)和持续湿润指数(CWD)以斯里兰卡西南部为高值中心,向四周逐渐降低,运用重心迁移模型预测降水重心迁移情况,结果表明斯里兰卡降水重心北移现象较为显著。(2)基于SWAT模型进行马哈韦利河流域径流模拟,率定方法采用应用性最为广泛的SUFI-2算法。结果表明,马哈韦利河流域支流水文站Laggala(LA),率定期相关系数R~2=0.778,纳什效率系数NSE=0.777,百分比偏差BPIAS(%)=3,验证期R~2=0.852,NSE=0.837,BPIAS(%)=4,干流水文站Manampitiya(MA),率定期R~2=0.857,NSE=0.817,BPIAS(%)=14,验证期R~2=0.940,NSE=0.910,BPIAS(%)=14,模型在验证期内各项评价指标都较率定期要好,符合模拟要求,可用于不同气候变化情景状况下的径流模拟预测。(3)采用假定情景法建立25种气候变化情景,分别探究在年际尺度和月际尺度下,马哈韦利河流域径流量变化情形。结果表明,气温要素和降水要素都会对流域径流变化产生影响,在温度变化区间(-2℃~2℃)内,温度升高,径流量变化量呈降低趋势,径流量变化率减缓,两者呈负相关关系;在降水变化区间(-20%~20%)内,降水量增加,径流量变化量呈增加趋势,两者呈正相关关系,径流量变化对降水变化更敏感。在温度降低且降水量增加组合情景下,径流量增加趋势更显著,降水量为影响径流量的决定性因素。