【摘要】：在人類活動(dòng)影響下,全球氣候呈現(xiàn)出兩個(gè)方面的變化趨勢(shì),一是以溫度升高、降水時(shí)空格局變化為主的常態(tài)氣候變化,二是以旱、澇等極端氣候事件發(fā)生更加頻繁的極端氣候變化,不僅危害了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)安全,而且嚴(yán)重影響了整個(gè)水環(huán)境系統(tǒng),氣候變化所導(dǎo)致的水質(zhì)問題已成為各國關(guān)注的熱點(diǎn)。河套地區(qū)內(nèi)烏梁素海湖泊由于受到長期的農(nóng)業(yè)退水和工業(yè)廢水污染,湖區(qū)總氮、總磷和COD等嚴(yán)重超標(biāo),湖泊水質(zhì)惡化嚴(yán)重,再加上近年來氣候變化因素影響,使得湖泊水質(zhì)治理工作更加復(fù)雜。為了研究地表水質(zhì)對(duì)氣候變化的響應(yīng),選擇河套地區(qū)為研究區(qū)域,通過研究區(qū)內(nèi)及周邊多年實(shí)測氣象數(shù)據(jù)和全球氣候模式模擬結(jié)果,分析當(dāng)?shù)貧v史氣候要素變化特征,并對(duì)未來氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)估。結(jié)合SWAT分布式水文模型對(duì)研究區(qū)內(nèi)非點(diǎn)源氮、磷污染負(fù)荷進(jìn)行了模擬和分析,通過設(shè)置不同氣候變化情景,模擬分析常態(tài)氣候要素變化以及極端氣候事件的發(fā)生對(duì)水質(zhì)的影響。具體研究成果如下:(1)通過對(duì)河套地區(qū)歷史氣候要素演變特征分析,結(jié)果表明,溫度呈現(xiàn)顯著上升趨勢(shì),降水和蒸發(fā)年際波動(dòng)較大,降水量在近年來出現(xiàn)減少趨勢(shì),當(dāng)?shù)睾禎呈录l(fā)生頻繁。通過全球氣候模式修正,使得模擬結(jié)果相關(guān)系數(shù)超過0.8,相對(duì)誤差降低到3.6%,適用于河套地區(qū)降水模擬,模擬結(jié)果反映出未來平均降水量出現(xiàn)減少趨勢(shì),月平均降水量為25.7mm下降為17.4mm,降水更加集中在夏季,夏季降水量占全年降水總量的比例從60.7%上升到66.9%,其他季節(jié)更加干旱缺水,未來旱澇事件發(fā)生的頻率依然較高。通過河套地區(qū)旱澇事件的歷史演變和發(fā)展預(yù)估表明,當(dāng)?shù)睾禎呈录l(fā)生頻繁,通過標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(spi)、連續(xù)無雨日和24小時(shí)降水量等指標(biāo)分別篩選出10個(gè)典型干旱月、10個(gè)典型洪澇月和4個(gè)典型旱澇急轉(zhuǎn)月,模擬旱澇情景下氮磷負(fù)荷的變化規(guī)律。(2)基于河套地區(qū)地形、土壤屬性、土地利用類型和各項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)等大量的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,完成河套地區(qū)構(gòu)建swat水文模型,模型完成后通過調(diào)節(jié)各項(xiàng)參數(shù),最終模擬結(jié)果為:率定期相對(duì)誤差為16%、決定系數(shù)0.71、nash-suttcliffe效率系數(shù)0.67,驗(yàn)證期相對(duì)誤差為1.5%、決定系數(shù)0.65、nash-suttcliffe效率系數(shù)0.65,達(dá)到各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn),可以對(duì)河套地區(qū)進(jìn)行長時(shí)間序列模擬。(3)基于swat模型,設(shè)置不同溫度和降水的常態(tài)氣候變化情景下,模擬水體中氮、磷負(fù)荷量的變化情況。結(jié)果顯示,溫度變化會(huì)對(duì)水體中氮、磷負(fù)荷量產(chǎn)生不同程度的影響,但并沒有表現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律,不同溫度變化導(dǎo)致的污染物負(fù)荷量變化結(jié)果不同。氮、磷負(fù)荷對(duì)降水變化的響應(yīng)較為顯著,氮、磷負(fù)荷量與降水量變化基本成正比關(guān)系,特別是夏季降水較多時(shí)氮、磷負(fù)荷增加最為顯著。通過不同情景模擬氮、磷負(fù)荷的變化情況,可以反映出以降水變化為主的常態(tài)氣候變化對(duì)地表水質(zhì)有著重要的影響。(4)基于SWAT模型,設(shè)置不同旱、澇等極端氣候變化情景,模擬水體中氮、磷負(fù)荷量的變化情況�？梢园l(fā)現(xiàn),干旱期間不會(huì)導(dǎo)致河流湖泊中污染物的增加,但是干旱結(jié)束后地表和大氣中的污染物隨著降水、徑流匯入水體中,迅速加重水體污染;而洪澇時(shí)期,由于暴雨或連續(xù)降水,導(dǎo)致進(jìn)入水體中的污染物會(huì)比正常情況下顯著增加。由此可見,極端氣候事件對(duì)水體污染有著顯著影響,氣候變化已經(jīng)嚴(yán)重威脅到地表水質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52;P467
【圖文】：

圖 1-1 地表水質(zhì)對(duì)氣候變化的響應(yīng)Fig.1-1 Response of surface water quality to climate change.2 地表水質(zhì)對(duì)極端氣候事件的響應(yīng)（1）地表水質(zhì)對(duì)干旱的響應(yīng)目前旱澇事件等極端氣候事件呈現(xiàn)廣發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，這些極端氣候事會(huì)對(duì)地表水質(zhì)造成突發(fā)性的影響。干旱發(fā)生后，不僅會(huì)導(dǎo)致水量短缺，隨水質(zhì)惡化的危害[33]。由于氣候變化導(dǎo)致的降水量的時(shí)空分布變化，導(dǎo)致的蒸發(fā)量的增加，干旱事件發(fā)生的頻率升高，造成的危害增強(qiáng)。干水環(huán)境的影響不僅通過影響其水文要素過程，還會(huì)因?yàn)楦珊祵?dǎo)致的缺水被土壤、水生動(dòng)植物及微生物等各個(gè)方面產(chǎn)生帶來不利的影響[34]。199rgarida 等研究 60 年一遇的干旱時(shí)，研究分析葡萄牙地區(qū) 50 個(gè)主要水庫于河道徑流量減少導(dǎo)致水庫水質(zhì)下降[35]。1997 年，Mulholland 發(fā)現(xiàn)干，因?yàn)楹拥缽搅髁康臏p少導(dǎo)致水體中營養(yǎng)鹽、有機(jī)物和污染物等濃度上水質(zhì)[36]。Delpla 等在 2009 年分析土壤中 C、N、P 等元素的礦化及分解過

第 2 章 研究區(qū)概況然地理概況理位置地區(qū)位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市境南部境內(nèi)，處于中緯度內(nèi)陸地區(qū)約為 12000 km2，不僅包括巴彥淖爾市的五原縣、臨河市、杭并包括烏拉特前旗、中旗、后旗等部分地區(qū)。研究區(qū)內(nèi)烏梁素最大的湖泊，屬于黃河水系，同樣是整個(gè)內(nèi)蒙古自治區(qū)第二大水湖之一，當(dāng)?shù)夭粌H具有豐富的自然資源，同時(shí)還是黃河中上地。其地理坐標(biāo)介于 40°19'~41°18' N，106°20'~109°19' E。

圖 2-2 河套地區(qū)溫度變化圖Fig.2-2 Hetao Area temperature variation地區(qū)年降水量 50~250mm，降水量年際波動(dòng)較大，降水空間分山區(qū)多于平原。降水量年內(nèi)分配不均，夏季多雨，降水主要集夏季降水量占全年降水量高達(dá) 60%以上。夏季降水多以雷陣春季降水量只占 10~20%，春季干旱尤其嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)發(fā)展必須冬季干旱少雨，湖泊開始進(jìn)入冰封期。年平均蒸發(fā)為 2000~250發(fā)最大，最高可以達(dá)到 400mm，12、1 月份蒸發(fā)最少，平均只有 2套地區(qū)的降雨少、蒸發(fā)強(qiáng)的氣候特點(diǎn)。其蒸發(fā)的空間分布與降西北隨著溫度增高、濕度減少、風(fēng)速增大、云量減少、日照增大。

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本文編號(hào)：2763406