珠江流域气候与土地利用变化的水文响应情景模拟
批准号:
42101417
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
赵克飞
依托单位:
学科分类:
地理信息学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵克飞
中文摘要
粤港澳大湾区的发展建设依赖于珠江流域的水资源供给。在气候变暖和土地利用快速变化的综合影响下,未来珠江流域的水资源变化存在不确定性。本项目拟综合运用数据同化、情景预测、土地利用和水文模拟等技术,在RCP-SSP情景框架下预测未来气候和土地利用变化情景组合下珠江流域的水文响应。具体内容包括:1)联合GRACE重力卫星、SMOS卫星土壤湿度和径流观测数据对SWAT模型进行数据同化,以提高水文模型的输出精度;2)利用FLUS模型模拟共享社会经济路径(SSPs)情景数据驱动的未来多类土地利用格局演化;3)基于CMIP6集合模式预测的典型浓度路径(RCP)气候变化情景数据和SSP情景驱动的土地利用模拟数据,构建RCP-SSP框架下的气候与土地利用变化情景组合,并利用SWAT模型预测珠江流域未来的水文响应并评估其情景差异。研究成果可为珠江流域水资源管理、应对和减缓气候变化风险的政策制定提供决策依据。
英文摘要
The construction and development of the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area relies on the water supply from the Pearl River Basin (PRB). There is uncertainty of the future water resources changes in PRB under the comprehensive impacts of global warming and rapid land use changes. This project aims to predict the hydrological response to scenario combinations of future climate and land use changes in PRB under the RCP-SSP scenario framework by using technologies including data assimilation, scenario prediction, land use and hydrological simulation. The research contents include: 1) Multisource data assimilation of the SWAT model by integrating GRACE gravity satellite, SMOS satellite soil moisture and runoff observation data to improve the hydrological model accuracy; 2) Project the future evolution of multiple types of land use patterns which are driven by the Shared Socioeconomic Pathway (SSP) scenario data via a land use model named FLUS; 3) Build a series of scenario combinations of climate and land use changes under the RCP-SSP framework based on the Representative Concentration Pathway (RCP) climate change scenario data provided by the CMIP6 GCM models and the simulated land use patterns driven by the SSP scenario data, predict and assess the future hydrological response to different scenario combinations in PRB through the SWAT model. The research results will support the policy making decisions of water resources management, climate change mitigation and adaptation.
本项目旨在揭示未来气候变化、土地利用/覆被变化和人类活动对珠江流域水文要素的影响与反馈机理,以期为流域水资源管理和资源环境可持续发展提供决策依据。主要开展了三方面的研究:一是基于SWAT-MODFLOW模型和CoupModel模型构建了土地覆被变化-地表水-土壤水-地下水耦合模拟框架,并模拟了研究区过去40年的土地覆被-水文过程变化;二是基于土地利用/覆被数据集和地理模拟模型开展了包括耕地、建设用地、林地和湿地等地类的时空变化分析以及共享社会经济路径(SSPs)情景下未来土地利用格局模拟;三是基于SWAT-MODFLOW-CoupModel水文过程框架模拟了未来气候和土地利用变化情景组合下的水文要素响应,重点关注土地覆被与水文要素变化的交互作用。基于收集到的土地利用、土壤、气象、水文和植被特征等数据构建了数据库,重点模拟了雷州半岛1979年到2019年的土地利用/覆被-水文过程变化,主要包括土地覆被、地表水、地下水、土壤含水量的变化及其相互作用。定量剖析了研究区农林生态系统的地表过程变化规律,揭示了不同土地利用方式下的水环境差异。研究发现:(1)雷州半岛因地形呈中间高、两侧低的原因,地表水难以留存;农业灌溉用水量大,地下水被长期过量开采;二者共同导致雷州半岛干旱频发。(2)桉树和水稻是雷州半岛最主要的两种植被,二者对土壤水分含量变化的影响有显著不同。桉树对土壤含水量的影响大于水稻。桉树种植区的土壤含水量波动较大,在干旱年份土壤含水量下降明显且会影响深层土壤含水量。而水稻种植区表层土壤含水量的变化主要受降雨和灌溉影响,深层土壤含水量基本没有变化。(3)耦合土地覆被和水文过程的情景模拟结果显示,大面积种植的速生桉树对雷州半岛土壤水分含量的消耗贡献约为35%。减少桉树种植面积可以有效减轻当地干旱程度。
粤港澳大湾区城市热岛效应与局地气候区的关联机制及缓解路径研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:赵克飞
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依托单位:
国内基金
海外基金