长江源区气候变化趋势预测与典型湿地水文水质响应研究

Global climate change has caused changes in the global water environment. The changes of climate, water resource, and ecological environmental in source region of Yangtze River have a great impact for stability and ecological security of water resource in source region and middle and lower reaches area. Having a further study of impact which is caused by the Yangtze River source region climate changes to hydrology and water resources, improving the evaluation system and methods for impact of climate change, have great significance to utilization of water resources and the protection and restoration of water environment in the source region.. This paper studies the impact of climate change on hydrology and water resources in the source region of the Yangtze River, and the countermeasures, its main research contents are as follows: (1) Identify meteorological and hydrological characteristics of the Yangtze River source region over the past 55 years (including trend change, mutation and period analysis); (2) Use 3 global climate models (HadCM3, CSIRO-Mk2 and CGCM2) to make downscaling simulation for the future period (2017-2099) of the Yangtze River source region under different emission scenarios, then predict the change rule, the temporal and spatial distribution of temperature and precipitation in medium term and last term of the 21st century; (3) Choosing typical wetlands in source region, construct hydrological model - SWAT database, and study the effects of different climate change scenarios on the hydrological cycle and water quality of wetlands in the source region, and develop mitigation measures for the adverse effects of future climate change on wetland hydrology and water environment.

全球气候变化引起了全球水环境的变化。长江源区气候、水资源、生态环境的变化，对长江源区及中下游地区水资源的稳定、生态安全具有重要的影响。深入研究长江源区气候变化对水文水资源的影响，完善气候变化影响的评价体系和方法，对源区水资源开发利用及水环境保护与恢复具有重要意义。. 本文研究气候变化对长江源区水文水资源的影响及适应对策，其主要研究内容有以下几方面：（1）识别过去55年长江源区气象水文特征（包括趋势变化、突变和周期分析）；（2）通过3种全球气侯模式GCMs（HadCM3 CSIRO-Mk2和CGCM2）降尺度模拟不同排放情景下长江源区典未来时期（20177－2099年）温度降水序列，预测21世纪中期和末期气温降水变化规律和时空分布；（3）选取源区典型湿地，建立水文模型-SWAT数据库，研究不同气候变化情景对源区湿地水文和水质的影响，制定水文水环境不利影响的减缓对策。

长江源区气候、水资源、生态环境的变化，对长江源区及中下游地区水资源的稳定、生态安全具有重要的影响。深入研究长江源区气候变化对水文水资源的影响，完善气候变化影响的评价体系和方法，对源区水资源开发利用及水环境保护与恢复具有重要意义。. 本文通过气候变化对对长江源区水文水资源的影响及适应对策的研究，其主要研究内容及简要结论有以下几方面：. （1）长江源区近60年来年平均气温、年最高气温、年最低气温均显著上升，变化率分别为0.40 ℃/10a、0.37 ℃/10a、0.41 ℃/10a。年降水量和年流量呈现增加趋势，但趋势不显著，变化率约分别为0.24 mm/10a、4.9 m3/（s.10a）。. （2）长江源区近60年属于干湿交替，干旱、湿润灾害以轻旱和轻湿为主，总体趋势是向湿润强度增大的方向发展；源区未来（2021-2100年）干旱和湿润的发生总频率降低，干旱发生频率减小幅度较大，极端干旱和极端湿润发生频率减小。. （3）构建了长江源区SWAT水文模型，在率定期和验证期内，SWAT水文模型模拟数值符合度较高，该模型在长江源区较为适用；但春汛期（3-5月）的模拟径流量存在误差，可以继续优化SWAT模型，使其在高寒地区的径流量模拟误差降低。. （4）将CMIP5模式中的RCPs（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）气候情景与SWAT水文模型进行耦合得出：在RCPs三种气候变化情景下，长江源区2021~2100年的降水量增长方向相同，年际降水量均呈显著增长趋势。蒸腾蒸发量与气温呈现正相关关系。未来情景模式下，地表径流量年际间变化较大，总体的年际径流量都为下降的趋势。. （5）2016～2020年长江源区地下水温度、pH、高锰酸盐指数、总硬度、硫酸盐、氨氮总体均呈现略微上升趋势，各项水质指标差异不大。未来3种气候排放情景下，长江源区地下水各项指标呈现上升趋势。. （6）长江源区2016、2017、2019和2020年湿地为Ⅰ类水，2015、2018年为Ⅱ类水；未来时期（2021~2100年），长江源区湿地水体中各项水质指标均呈上升趋势。. （7）长江湿地水质逐渐恶化，湿地保护工作刻不容缓。