【摘要】：氣候變化會使全球水文循環(huán)發(fā)生變化,從而引起水資源在時空分布上的變化。水資源時空分布不均勻性與人類社會需水不均衡性的客觀存在,使得跨流域調(diào)水成為緩解甚至解決缺水地區(qū)水資源不足的重要途徑。本文圍繞氣候變化影響下梯級水庫群聯(lián)合供水調(diào)度問題,以漢江上游為研究對象,以跨流域調(diào)水工程丹江口水庫為研究核心,開展氣候變化影響下漢江上游梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度研究。本文首先構(gòu)建了基于全球氣候模式與新安江模型耦合的未來徑流預(yù)測模型(GCM-XAJ),預(yù)測了3種氣候變化情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)5種全球氣候模式(GFDL-ESM2M、HADGEM2-ES、IPSL-CM5A-LR、MIROC-ESM-CHEM、NORESM1-M)下,未來30年(2021-2050年)漢江上游5個水庫(石泉、安康、潘口、黃龍灘、丹江口水庫)壩址斷面的入庫徑流過程,評估了氣候變化下漢江上游未來徑流變化趨勢;然后構(gòu)建了漢江上游梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度模型,計算了梯級水庫群在不同水平年(2020、2030水平年)、不同調(diào)水情景(不考慮和考慮引漢濟渭工程調(diào)水)、不同來水頻率(P=10%、P=50%、P=90%)和丹江口水庫不同初始水位(z=150m、z=155m、z=160m、z=165m、z=170m)優(yōu)化調(diào)度方案下陶岔和清泉溝總的最大可供水量,評估了引漢濟渭工程調(diào)水對梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度的影響以及不同水平年陶岔、清泉溝的供水保證率;最后基于15組未來徑流序列和900種梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度方案計算結(jié)果,探討了不同氣候變化情景下未來徑流變化和梯級水庫群最大可供水量變化區(qū)間的不確定性,評估了氣候變化影響下引漢濟渭工程調(diào)水對梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度的影響以及不同水平年陶岔、清泉溝供水保證率的變化情況。本文主要結(jié)論如下:(1)盡管氣候變化下未來徑流預(yù)測存在較大不確定性,但GCM-XAJ預(yù)測結(jié)果仍具有重大的參考意義;在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5氣候變化情景下,漢江上游未來年徑流量均呈下降趨勢,與基準(zhǔn)年(1961-2000年)相比,未來30年(2021-2050年)漢江上游多年平均年徑流量分別減少4.3%、3.0%和8.3%。(2)在考慮引漢濟渭工程調(diào)水后,梯級水庫群在P=10%、P=50%、P=90%來水頻率下,2020水平年最大可供水量減少量分別為0.88億m~3、1.33億m~3、1.35億m~3,2030水平年最大可供水量減少量分別為0.99億m~3、1.37億m~3、2.88億m~3,引漢濟渭工程調(diào)水對梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度影響不大;在不考慮引江濟漢工程向丹江口庫區(qū)補水情況下,2020水平年陶岔、清泉溝供水保證率分別為97.19%和100%,2030水平年陶岔、清泉溝供水保證率分別為44.86%和98.43%。(3)在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5氣候變化情景下,5種GCM年徑流量相對變化區(qū)間不確定性極大,變化區(qū)間平均長度分別為18.2%、33.1%和30.2%;2020和2030水平年梯級水庫群最大可供水量變化區(qū)間平均相對變化12.53%和7.74%,不確定性較大;氣候變化影響下引漢濟渭工程調(diào)水對梯級水庫群聯(lián)合供水優(yōu)化調(diào)度影響不大;氣候變化影響下陶岔、清泉溝供水保證率變化不大。
【圖文】：

第二章 氣候變化下漢江上游未來徑流預(yù)測與趨勢分析2.1 漢江上游區(qū)域概況漢江是長江中游重要的支流，其發(fā)源地是秦嶺的南麓，主要流經(jīng)陜西省和湖北省，于武漢市匯入長江（亞洲最長河流），全長 1577km，流域面積約 15.9 萬 km2。流域地處東經(jīng) 106 ~115 ，北緯 30 ~35 ，屬于東亞副熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量 904.1mm，其中上游約 800~1200mm，中游約 700~900mm，下游約900~1200mm，流域內(nèi)大部分地區(qū)水面蒸發(fā)在 900~1000mm 之間，多年平均氣溫12~16 C，極端最高氣溫在 40 C 以上，極端最低氣溫為-17~-10 C。本文用于漢江上游區(qū)域未來徑流預(yù)測的水庫壩址斷面共有 5 個，分別是石泉、安康、潘口、黃龍灘和丹江口水庫壩址斷面，用于提供降水、氣溫等氣象數(shù)據(jù)的氣象站點共有 25 個。漢江上游水庫壩址斷面和氣象站點位置如圖 2.1 所示。

長 江 科 學(xué) 院 碩 士 學(xué) 位 論 文三水源新安江模型采用自由水蓄水庫劃分水源。自由水蓄水庫設(shè)置兩個出口其出流系數(shù)分別記為 KSS 和 KG，，產(chǎn)流量 R 進入自由水蓄水庫內(nèi)，通過兩個出流系數(shù)和溢流的方式將產(chǎn)流量R劃分為地面徑流（RS）、壤中流（RSS）和地下徑流（RG）。（4）匯流計算三水源新安江模型的流域匯流包括坡地匯流和河網(wǎng)匯流。坡地匯流階段，經(jīng)過水源劃分的地面徑流直接進入河網(wǎng)成為 TRS，壤中流和地下徑流分別進入壤中流蓄水庫和地下徑流蓄水庫成為 TRSS 和 TRG，三者相加即為河網(wǎng)總?cè)肓?TR；河網(wǎng)匯流階段，采用無因次單位線法（UH）或滯后演算法得到流域出口斷面流量過程 Q。三水源新安江模型流程圖如圖 2.4 所示，三水源新安江模型主要參數(shù)及其取值范圍如表 2.2 所示[95-96]。
【學(xué)位授予單位】：長江科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV697.13

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本文編號：2703139