联合水文模拟及GRACE重力卫星的长江流域水资源多要素变化及归因分析

Climate change and human activities are regarded as two contributors to water resources alteration. It is of vital importance for regional water resources planning and management to make attribution analysis on the variability of water resources and quantify the relative and combined effects of climate change and human activities. By means of hydrological model simulations and Gravity Recovery and Climate Change (GRACE) satellites observations, this study will make attribution analysis on water resources change based on multifactor scenarios analysis, and quantitatively separate the contributions of climate variability and crucial human activities (including land use change and dams operations) to variability in typical water fluxes (including streamflow, blue water flow and green water flow) and total water resources change (terrestrial water storage change, TWSC) over the Yangtze River Basin during the period of 1980-2014. Monthly TWSC (i.e. the storage change of all forms of terrestrial water) in recent 40 years will be reconstructed to quantify the integrated variations of water resources throughout all water fluxes under the combined impacts of climate change and human activities. Moreover, correlation of TWSC with El Niño-Southern Oscillation (ENSO) and drought/flood events will be also examined. From hydrological points of view of streamflow, blue and green water flow and TWSC, this study will quantify and distinguish the effects of climate change and crucial human activities on the variability of multiple water fluxes over the Yangtze River basin in recent decades. This research work can provide scientific theory for the planning and management of water resources in the Yangtze River Basin.

气候变化与人类活动是引起水资源变化的两大主要因素，开展水资源变化归因分析，定量评估两者对水资源变化的影响及相对贡献对水资源规划管理具有重要意义。本项目以长江流域为研究区，联合水文模拟及GRACE重力卫星观测，基于多要素组合情景开展水资源变化归因分析，定量区分1980-2014年气候变化、关键人类活动（包括土地利用变化、水库调蓄）对典型水资源通量（包括径流、蓝水流、绿水流）及水资源总量变化（陆地水储量变化量TWSC）的影响及相对贡献；重建近40年陆地水储量变化量TWSC（陆地所有形式水的总和的变化）时间序列，评估在气候变化及人类活动双重影响下水资源整体变化状况，并检测TWSC与厄尔尼诺-南方涛动、旱涝灾害的联系及响应。本项目从径流、蓝绿水流、TWSC的角度，量化评估、区分近几十年来气候及关键人类活动对长江流域多种水资源要素时空变化的影响及相对贡献，为流域水资源规划管理提供理论支持。

气候变化与人类活动是引起水资源变化的两大主要因素。开展水资源变化归因分析研究，定量评估两者对水资源变化的影响及相对贡献对区域水资源规划管理具有重要意义。本项目以人类活动剧烈的长江流域为研究区，联合水文模拟及GRACE重力卫星观测，基于多要素组合情景开展水资源变化归因分析研究，定量评估1988—2012年不同时段气候变化、关键人类活动（包括土地利用变化、水库调蓄）对典型水资源通量（包括径流、蓝水流、绿水流）及水资源总量变化（陆地水储量变化量，TWSC）的影响及相对贡献；重建1988年以来逐月陆地水储量变化量TWSC（陆地所有形式水的总和的变化）时间序列，评估在气候变化及人类活动双重影响下流域水资源整体变化状况，并检测TWSC与厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、旱涝灾害的联系及响应。重要结论如下：①.在年尺度上，气候波动>土地利用变化>水库调蓄对水资源的影响；②.在月尺度上，气候波动>水库调蓄>土地利用变化对水资源的影响；气候波动与水库调蓄对月均水资源变化的影响存在负相关性，表明水库调蓄降低了气候波动对水资源极端变化的影响；③.2003年三峡水库运行后，水库调蓄对月均水资源的影响显著增强，且这种影响呈现出显著的季节性规律，即1月—5月，水库调蓄导致径流增加、水储量减少；7月—12月，水库调蓄导致径流减少、水储量增加；④.流域大多数地区蓝水呈现减少趋势，而绿水呈现增加趋势，且未来将延续这种状况；⑤.逐月非季节性TWSC与SOI指数存在显著负相关性（α<0.01），证明了ENSO现象与长江流域TWSC的关联。本项目从径流、蓝绿水流、TWSC的角度，量化评估近几十年来气候及关键人类活动对长江流域多种水资源要素时空变化的影响及相对贡献，为流域水资源规划管理提供理论支持。