气候变异和人类活动共同作用下黄河流域陆地水储量时空演变及归因
批准号:
52109037
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:
谢京凯
依托单位:
学科分类:
工程水文与水资源利用
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢京凯
中文摘要
气候变异和人类活动对流域水文循环过程的影响是水文研究者和水资源管理者长期关注的热点问题之一。本项目以黄河流域为研究区域,开展气候变异和人类活动共同作用下的陆地水储量时空演变分析及归因研究。内容包括:基于GRACE/GRACE FO重力卫星数据反演黄河流域陆地水储量变化过程,探明该流域在2003-2020年间的陆地水储量时空演变规律;考虑典型人类活动对黄河流域水文过程的影响,基于改进的VIC模型来模拟不同情景下的流域水文循环过程,揭示气候变异和典型人类活动对陆地水储量的影响机制;提出陆地水储量贡献指数来定量评估气候变异和典型人类活动对黄河流域内陆地水储量变化的贡献作用。预期研究成果对理解气候变异和人类活动共同作用下的黄河流域生态水文过程及陆地水储量演变过程具有重要的科学意义,并为该流域水资源可持续发展和精细化管理提供科学参考和理论支撑。
英文摘要
Analyzing the responses of hydrological cycles to the joint effects of climatic variability and anthropogenic activities has been one of the major issues on which the hydrological researchers and managers care about. This project mainly aims to characterize the spatial-temporal variation of TWS across the Yellow River basin (YRB) and investigate the underlying mechanism for TWS changes. Detailed contents of this project are given as follows: (1) analyze the spatial-temporal variation of TWS across the Yellow River basin (YRB) based on GRACE and GRACE FO satellites data. (2) considering the influences of anthropogenic activities on hydrological cycles, we simulate the hydrological process under different scenarios based on an improved distributed hydrological model and reveal the mechanism about how climatic variability and anthropogenic activities influence the variation of TWS. (3) A novel index is proposed to assess the contributions of different factors from climatic variability and anthropogenic activities to the variation of TWS. The conclusions drawn from this study can serve as a good basis for understanding hydrological cycles in the YRB and provide valuable guidance for decisions-makers in making right polices for the sustainable development and water resources assessments.
气候变异和人类活动对流域水文循环的影响一直是水文学研究和水资源管理的核心议题。本研究聚焦于“气候变异和典型人类活动共同作用下的黄河流域陆地水储量时空演变及归因”这一科学问题,系统开展了三个方面的研究:基于GRACE/GRACE FO重力卫星数据对黄河流域陆地水储量时空变化的诊断与规律揭示;构建陆地水储量贡献指数,定量评估气候变异和人类活动对水储量变化的贡献;在变化环境下分析典型人类活动对流域水文循环的影响及其机制。研究的主要成果如下:1)利用GRACE/GRACE FO重力卫星数据反演了黄河流域2003至2023年期间的陆地水储量时空变化。结果表明,黄河流域的陆地水储量呈现东升西降的趋势,整体呈下降趋势,其中地下水下降是主要原因。2)基于流域水量平衡原理和水文循环过程,构建了陆地水储量贡献指数,并从定量角度评估了气候变异和人类活动对陆地水储量变化的相对贡献。结果显示,气候变异仍然是影响黄河流域水储量变化的主要因素,但随着人类用水量的不断增加,其对水储量变化的影响逐渐加大。3)分析并比较了黄河流域内典型人类活动对流域水储量变化的影响,明确了多因素驱动下水资源变化的主导因素,深化了对流域生态水文过程的理解。结果表明,GRACE重力卫星能够有效监测“水沙联合调度”工程中龙羊峡水库和小浪底水库的蓄水量变化。两者的蓄水量与其对应水库上游区域的陆地水储量在年尺度上呈显著正相关关系,相关系数分别为0.88和0.86。通过上述研究,揭示了气候变异和人类活动在黄河流域水资源变化中的不同作用,为水资源管理和可持续发展提供了重要的科学依据。
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