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鄱陽(yáng)湖流域入湖徑流時(shí)空變化預(yù)測(cè)

2016-12-27 12:12:24張靜文郭家力劉佳李英海郭靖
南水北調(diào)與水利科技 2016年5期
關(guān)鍵詞:三峽水庫(kù)鄱陽(yáng)湖氣候變化

張靜文郭家力劉佳李英?!」?/p>

摘要:對(duì)鄱陽(yáng)湖未來(lái)入湖徑流變化的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可為“后三峽”時(shí)期水資源調(diào)度決策提供理論依據(jù)?;趯?shí)測(cè)資料發(fā)現(xiàn),三峽水庫(kù)蓄水后,鄱陽(yáng)湖入湖年徑流及各調(diào)度期徑流均不同程度減少。通過(guò)ASD(Automated Statistical Downscaling)統(tǒng)計(jì)降尺度方法將GCM(General Circulation Model)輸出數(shù)據(jù)與新安江水文模型耦合,得到未來(lái)鄱陽(yáng)湖流域“五河七口”的入湖徑流過(guò)程。結(jié)果表明,未來(lái)年徑流相比實(shí)測(cè)變化幅度更小,偏多和偏少交替出現(xiàn);集水面積較大的贛江、撫河和信江對(duì)鄱陽(yáng)湖徑流變化的貢獻(xiàn)最大;無(wú)論A2還是B2情景下,均是蓄水期變化幅度最大、枯水期最小,且各調(diào)度期的入湖徑流變化程度比年徑流更大。

關(guān)鍵詞:鄱陽(yáng)湖;三峽水庫(kù);徑流變化;氣候變化;統(tǒng)計(jì)降尺度

中圖分類號(hào):TV121 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):16721683(2016)05004108

近年來(lái)頻繁發(fā)生的鄱陽(yáng)湖干旱事件(如枯水位屢創(chuàng)新低、2010年的冬春連旱等),對(duì)鄱陽(yáng)湖濕地生態(tài)系統(tǒng)健康造成不利影響[1]。鄱陽(yáng)湖水位及旱澇變化與鄱陽(yáng)湖入湖總水量密切相關(guān),分析鄱陽(yáng)湖入湖水量變化規(guī)律對(duì)鄱陽(yáng)湖生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)具有重要意義。同時(shí),作為中國(guó)現(xiàn)存為數(shù)不多的大型通江湖泊之一,鄱陽(yáng)湖的水文情勢(shì)變化與長(zhǎng)江來(lái)水密切相關(guān)[2]。2003年開(kāi)始蓄水調(diào)度的三峽工程,影響了江湖相互作用以及鄱陽(yáng)湖水位、流量的季節(jié)變化,使得認(rèn)識(shí)鄱陽(yáng)湖徑流變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制和演變規(guī)律的問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化[34]。

由于三峽水庫(kù)的攔蓄作用,長(zhǎng)江干流主河道水位下降,特別是三峽水庫(kù)蓄水期調(diào)度對(duì)鄱陽(yáng)湖影響較大,使鄱陽(yáng)湖枯水季節(jié)提前,枯水期延長(zhǎng)[5]。目前針對(duì)三峽工程建設(shè)及運(yùn)行對(duì)鄱陽(yáng)湖水位降低影響的研究較多[2,67],而較少著重對(duì)鄱陽(yáng)湖流域內(nèi)自身來(lái)流量的分析[89]。而且未來(lái)這種流量變化趨勢(shì)是否會(huì)持續(xù)?變化的程度是多少?都是社會(huì)公眾和決策者迫切關(guān)心的問(wèn)題,因此有必要針對(duì)三峽水庫(kù)不同調(diào)度期對(duì)鄱陽(yáng)湖入湖徑流量進(jìn)行分析預(yù)測(cè)[10]。

本文擬結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析提出問(wèn)題,采用歷史實(shí)測(cè)資料率定水文模型,采用IPCC AR4中的大尺度氣候模式輸出,通過(guò)統(tǒng)計(jì)降尺度方法降解與水文模型進(jìn)行耦合,獲取未來(lái)時(shí)段鄱陽(yáng)湖“五河七口”入湖徑流量,從而根據(jù)三峽水庫(kù)的調(diào)度期和鄱陽(yáng)湖“五河七口”多源特點(diǎn),預(yù)測(cè)鄱陽(yáng)湖未來(lái)入湖徑流的時(shí)空分布。

1 數(shù)據(jù)介紹

使用的數(shù)據(jù)主要以下包括三類。

(1)逐日氣象實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。包括逐日降水、逐日平均氣溫,數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://cdc.cma.gov.cn/index.jsp)提供的中國(guó)地面氣候資料日值數(shù)據(jù)集。研究選取了該數(shù)據(jù)集位于江西省的13個(gè)國(guó)家氣象站,如圖1所示這些站點(diǎn)均勻分布于鄱陽(yáng)湖流域。數(shù)據(jù)年限為1961年-2010年,各站點(diǎn)多年平均降水量在1 433~1 833 mm之間,多年平均氣溫在16.7 ℃~196 ℃之間。

(2)逐日蒸發(fā)皿實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、鄱陽(yáng)湖“五河七口”的逐日流量數(shù)據(jù),均由江西省水文局提供。其中,蒸發(fā)數(shù)據(jù)有25年以上的連續(xù)數(shù)據(jù);虬津流量站由于修建柘林水庫(kù)原因遷站,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)年限僅為1983年-2010年,1953年-1958年的數(shù)據(jù)來(lái)自三珙灘站,1959年-1980年的數(shù)據(jù)來(lái)自柘林站,而1981年-1982年虬津站數(shù)據(jù)缺測(cè),其余各站點(diǎn)數(shù)據(jù)均為1953年-2010年。各站點(diǎn)多年平均蒸發(fā)量在561~993 mm之間,多年平均流量在110~2 166 m3/s之間。

(3)大尺度氣候數(shù)據(jù)。包括實(shí)測(cè)再分析數(shù)據(jù)和GCM (General Circulation Model) 模擬數(shù)據(jù)。前者來(lái)自美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)提供的全球再分析數(shù)據(jù)集(http://www.esrl.noaa.gov/psd/),數(shù)據(jù)年限為1961年-2001年;后者選用英國(guó)Hadley中心的HadCM3模式,數(shù)據(jù)年限為1961年-2001年和2010年-2099年。

2 鄱陽(yáng)湖入湖水量分析

鄱陽(yáng)湖入湖總徑流包括“五河七口”贛江、撫河、信江、饒河、修河的入湖水量之和,依次為外洲、李家渡、梅港、虎山和渡峰坑、虬津(或三珙灘、柘林)和萬(wàn)家埠共7個(gè)水文控制站(圖1)?!拔搴悠呖凇笨刂普军c(diǎn)的集水面積之和占鄱陽(yáng)湖流域總面積1622萬(wàn)km2的845%[11],其余155%為湖區(qū)未控區(qū)間,共251萬(wàn)km2。本文未考慮湖區(qū)未控區(qū)間產(chǎn)生的入湖徑流量。

2.1 年入湖總水量變化

圖2為1953年-2010年鄱陽(yáng)湖年入湖總水量變化趨勢(shì)。從該圖可以看出,鄱陽(yáng)湖入湖總水量的年際變化較大,年際入湖量的最大值與最小值之比為 4.52;總?cè)牒搅髁靠傮w上呈現(xiàn)增加趨勢(shì),這種趨勢(shì)可能與鄱陽(yáng)湖流域各支流的徑流系數(shù)和降水量同步增加有關(guān),且有研究顯示近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)氣候變化對(duì)鄱陽(yáng)湖流域徑流系數(shù)的影響非常顯著[12]。羅蔚等[13]研究發(fā)現(xiàn),鄱陽(yáng)湖入湖總徑流從年際變化看來(lái),自20世紀(jì)60年代至21世紀(jì)初的五個(gè)年代里,鄱陽(yáng)湖入湖總水量距平呈現(xiàn)正負(fù)交替變化趨勢(shì),其中20世紀(jì)70年代和90年代為偏多時(shí)期,21世紀(jì)初也就是目前處于入湖總水量偏少時(shí)期。三峽水庫(kù)從2003年正式開(kāi)始蓄水運(yùn)行至2010年,正好處在鄱陽(yáng)湖入湖總水量偏少的周期內(nèi)。本文以2003年為時(shí)間節(jié)點(diǎn),計(jì)算三峽水庫(kù)蓄水前后鄱陽(yáng)湖入湖總徑流的變化。長(zhǎng)系列1953年-2010年多年平均鄱陽(yáng)湖入湖總徑流為1 135億m3,1953年-2002年多年平均入湖徑流為1 248億m3,2003年-2010年為1 022億m3,三峽工程蓄水后,鄱陽(yáng)湖入湖總徑流量相比長(zhǎng)系列多年平均減少99%,相比蓄水前序列減少181%。

2.2 三峽水庫(kù)不同調(diào)度期入湖總水量分析

按照初步設(shè)計(jì)階段的三峽水庫(kù)調(diào)度規(guī)則,將全年劃分為泄水期、洪水期、蓄水期和枯水期四個(gè)調(diào)度期。5月25日至6月10日為泄水期,6月11日至9月30日為洪水期,10月1日至10月31日為蓄水期,11月1日至5月24日為枯水期。圖3展示了鄱陽(yáng)湖在三峽水庫(kù)運(yùn)行前后各時(shí)期實(shí)測(cè)入湖總徑流的對(duì)比情況。將全年分解到三峽水庫(kù)的各調(diào)度期,無(wú)論是在泄水期、洪水期、蓄水期還是枯水期,鄱陽(yáng)湖入湖徑流都不同程度地減小,其中泄水期和枯水期減小程度均低于年徑流變化,分別為11.8%和14.1%;洪水期和蓄水期減小程度高于年徑流變化,分別為23.6%和33.6%。由此可見(jiàn),三峽水庫(kù)的各調(diào)度期雖然與年入湖總徑流一致地減少,但是減小的幅度有較大差別。

從以上分析可以看出,鄱陽(yáng)湖低水位不僅是由三峽水庫(kù)蓄水造成,同時(shí)期鄱陽(yáng)湖來(lái)水減少也是重要的原因,而且三峽水庫(kù)對(duì)鄱陽(yáng)湖徑流的影響也因[CM(22]不同時(shí)期的調(diào)度方式而產(chǎn)生差異。因此,對(duì)鄱陽(yáng)湖徑流變化的分析要結(jié)合三峽水庫(kù)的調(diào)度期進(jìn)行區(qū)分。由于三峽水庫(kù)蓄水調(diào)度年限較短,以及前述的鄱陽(yáng)湖入湖徑流周期性變化因素影響,還需要借助水文模擬等技術(shù)對(duì)序列延長(zhǎng)進(jìn)行分析。郭家力等[14]采用ASD統(tǒng)計(jì)降尺度方法預(yù)測(cè)鄱陽(yáng)湖流域未來(lái)降水變化,認(rèn)為未來(lái)降水較基準(zhǔn)期均有所增加,到本世紀(jì)末最大可能增加11.2%。伴隨著氣候變化的影響愈演愈烈,未來(lái)徑流變化的不確定性成分進(jìn)一步增大。

3 鄱陽(yáng)湖流域未來(lái)氣候水文預(yù)估

目前評(píng)估氣候變化對(duì)水文水資源的影響主要是采用WhatifThen模式,即假定氣候發(fā)生某種變化情景,將其作為流域水文模型的輸入,研究流域內(nèi)水循環(huán)各個(gè)分量在該種情景下的變化情況[15]。該模式一般包括以下4個(gè)步驟:(1)定義氣候變化情景;(2)建立、驗(yàn)證流域水文模型;(3)將氣候變化情景作為流域水文模型的輸入,模擬區(qū)域水循環(huán)的變化過(guò)程;(4)利用流域水文模型的模擬結(jié)果,評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)水文水資源的影響。為了和前述未來(lái)降水預(yù)測(cè)形成對(duì)比,本文仍采用IPCC AR4的SRES排放情景,主要包括A2和B2情景,其中A2情景描述的是一個(gè)發(fā)展極不均衡的世界,B2情景描述的世界強(qiáng)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的世界。即采用HadCM3大尺度氣候模式在這兩種情景下的輸出結(jié)果,使用 ASD統(tǒng)計(jì)降尺度方法進(jìn)行尺度降解,得到未來(lái)的降水和氣溫?cái)?shù)據(jù),根據(jù)氣溫和蒸發(fā)的回歸關(guān)系,將氣溫轉(zhuǎn)化為蒸發(fā),輸入新安江模型,模擬未來(lái)徑流序列。

3.1 統(tǒng)計(jì)降尺度模型建立及檢驗(yàn)

郭家力等[14]通過(guò)研究證實(shí)了ASD(Automated Statistical Downscaling)統(tǒng)計(jì)降尺度方法在鄱陽(yáng)湖流域降水方面的適用性,因此本文采用了這種方法。采用1961年-2001年共41年的NCEP/NCAR再分析數(shù)據(jù)及站點(diǎn)實(shí)測(cè)月平均降水氣溫資料,建立、檢驗(yàn)鄱陽(yáng)湖流域統(tǒng)計(jì)降尺度模型,其中前30年(1961年-1990年) 數(shù)據(jù)用于模型建立,后11年(1991年-2001年)數(shù)據(jù)用于模型檢驗(yàn)。

選用圖1所示的鄱陽(yáng)湖流域內(nèi)13個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)建立統(tǒng)計(jì)降尺度模型。將13個(gè)站點(diǎn)按照空間地理位置關(guān)系劃分到“五河”各子流域,取子流域內(nèi)站點(diǎn)的算術(shù)平均值作為子流域均值。表1和表2分別給出了所建立的ASD統(tǒng)計(jì)降尺度模型率定期模擬和實(shí)測(cè)降水、氣溫的對(duì)比結(jié)果,其中模擬值和實(shí)測(cè)值均取率定期1961年-1990年多年平均值,模擬偏差為模擬值相對(duì)實(shí)測(cè)值的絕對(duì)偏差。

受篇幅限制,這里只給出了ASD統(tǒng)計(jì)降尺度模型率定期的對(duì)比結(jié)果,并未給出檢驗(yàn)期以及使用ASD統(tǒng)計(jì)降尺度模型對(duì)基準(zhǔn)期GCM數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果,詳細(xì)可參考郭家力等[14]的研究。但是從以上分析可以看出,使用ASD統(tǒng)計(jì)降尺度方法模擬的結(jié)果能較好地?cái)M合實(shí)測(cè)降水和氣溫,盡管部分子流域、個(gè)別月份存在較大偏差,但偏差幅度均在可接受范圍以內(nèi)。因此,采用本文所建立的ASD統(tǒng)計(jì)降尺度模型對(duì)HadCM3輸出結(jié)果進(jìn)行尺度降解,獲取鄱陽(yáng)湖流域的未來(lái)降水、氣溫序列。

3.2 水文模型建立及徑流模擬

根據(jù)徐若蘭等[16]的研究思路,在計(jì)算未來(lái)蒸發(fā)時(shí)可建立氣溫和蒸發(fā)的關(guān)系曲線。由于氣溫和蒸發(fā)關(guān)系受高程影響,本文將表3所示的13個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)根據(jù)站點(diǎn)高程分為≤50 m、50~100 m、100~150 m三類。根據(jù)現(xiàn)有資料情況,其中≤50 m階段建立了T(南昌)~E(虬津),T(波陽(yáng))~E(古縣渡)的回歸關(guān)系,確定性系數(shù)分別為0917和0894,樟樹(shù)站使用T(南昌)~E(虬津)回歸系數(shù);50~100 m階段建立了T(景德鎮(zhèn))~E(渡峰坑),T(貴溪)~E(梅港) 回歸關(guān)系,確定性系數(shù)分別為0924和0945,南城、吉安站使用T(貴溪)~E(梅港) 回歸系數(shù);100~150 m階段建立了T(修水)~E(銅鼓),T(玉山)~E(直源) 回歸關(guān)系,確定性系數(shù)分別為0946和0872,宜春、遂川、贛州使用T(修水)~E(銅鼓)回歸系數(shù),廣昌使用T(玉山)~E(直源)回歸系數(shù)。當(dāng)回歸關(guān)系有兩個(gè)以上可以參考時(shí),以空間距離較近站點(diǎn)為準(zhǔn)。表3給出了本文所采用的13個(gè)氣象站點(diǎn)氣溫蒸發(fā)回歸關(guān)系。

將以上13個(gè)站點(diǎn)的降水和蒸發(fā)數(shù)據(jù)劃分到“七口”各個(gè)子流域,1961年-2010年共50年。將50年的數(shù)據(jù)每連續(xù)10年為一個(gè)階段,共劃分為5個(gè)階段,分別為20世紀(jì)60年代、70年代、80年代、90年代和21世紀(jì)初。其中修水虬津站由于資料缺測(cè),只有80年代,90年代和21世紀(jì)初三個(gè)階段,且80年代階段為1983年1月1日-1990年12月31日。每個(gè)階段前7年用于率定,后3年用于檢驗(yàn)。針對(duì)各子流域5個(gè)階段的模型,選擇模型效率系數(shù)最高階段參數(shù)[17],表4中粗體標(biāo)記即為最高模型效率系數(shù),同時(shí)表中也給出了對(duì)應(yīng)階段的參數(shù)。

將各站點(diǎn)未來(lái)逐日氣溫?cái)?shù)據(jù),輸入如表3所示的對(duì)應(yīng)回歸關(guān)系式,得到基準(zhǔn)期和未來(lái)時(shí)期的逐日蒸發(fā)序列,連同基準(zhǔn)期和未來(lái)時(shí)期的逐日降水序列,驅(qū)動(dòng)率定好的各子流域水文模型,保持參數(shù)不變,得到基準(zhǔn)期1961年-2001年和未來(lái)2010年-2099年的各子流域徑流序列,結(jié)果見(jiàn)表5。

4 未來(lái)徑流變化

4.1 總?cè)牒搅髯兓?/p>

以模擬的1961年-2001年徑流為基準(zhǔn),代表三峽水庫(kù)蓄水前的鄱陽(yáng)湖入湖徑流量;以2010年-2099年共90年的模擬數(shù)據(jù)代表未來(lái)鄱陽(yáng)湖入湖徑流量,以年代為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。表5給出了未來(lái)90年各年代相對(duì)于基準(zhǔn)期的徑流變化量和相對(duì)變化量。從表5中可以看出未來(lái)的徑流變化仍呈現(xiàn)出類似歷史實(shí)測(cè)階段的交替變化。但相比較而言,未來(lái)交替變化的跨度更大,未來(lái)徑流連續(xù)偏少或者偏多持續(xù)的時(shí)間更長(zhǎng),一般是20~30年。相比于21世紀(jì)初基于實(shí)測(cè)資料計(jì)算的三峽水庫(kù)蓄水后入湖徑流減少18.1%,未來(lái)A2情景下,徑流偏小趨勢(shì)將延續(xù)至21世紀(jì)30年代末,但偏少的幅度較歷史實(shí)測(cè)階段低。B2情景下交替變化時(shí)間相對(duì)于A2情景有一定的滯后,因此表現(xiàn)在相同年代A2和B2情景下的增減方向基本相反,這與B2情景下溫室氣體排放的速率較慢有一定關(guān)聯(lián)性[18]。于基準(zhǔn)期都有所增加。總體來(lái)說(shuō),兩種情景下,年總?cè)牒搅髟谖磥?lái)各年代的變化量不大,變化(增加或減少)幅度不超過(guò)10%,由此可以推斷如果按照更長(zhǎng)年限平均,未來(lái)鄱陽(yáng)湖年入湖徑流總量相對(duì)變化幅度可能會(huì)更小。

4.2 五河七口貢獻(xiàn)分析

圖5給出了A2和B2情景下鄱陽(yáng)湖未來(lái)入湖徑流變化的“五河七口”各子流域貢獻(xiàn)率。A2情景下,僅在21世紀(jì)10年代各子流域徑流量均一致減少,所以導(dǎo)致入湖徑流總體減少962億m3;B2情景下,僅在21世紀(jì)10年代各子流域徑流量均一致增加,所以導(dǎo)致入湖徑流總體增加874億m3;其余各年代,在A2和B2兩種情景下均未出現(xiàn)所有支流一致增加或者減少的現(xiàn)象。

A2情景下,李家渡、梅港、虎山主要呈現(xiàn)貢獻(xiàn)為正,即除個(gè)別年代之外,均相對(duì)于基準(zhǔn)期徑流增加;渡峰坑和萬(wàn)家埠則相反,貢獻(xiàn)為負(fù);其余各支流呈正負(fù)交替貢獻(xiàn);B2情景下,僅梅港和虬津在各年代貢獻(xiàn)為正,其余各支流均呈正負(fù)交替貢獻(xiàn)。

從各支流的貢獻(xiàn)大小對(duì)比來(lái)看,贛江(外洲)是鄱陽(yáng)湖流域最大的支流,該子流域的徑流變化對(duì)鄱陽(yáng)湖入湖徑流的變化占有一定的主導(dǎo)型作用。其次是面積相當(dāng)?shù)男沤犯郏┖蛽岷樱ɡ罴叶桑┳恿饔颍窍啾瓤磥?lái)信江在徑流變化中的貢獻(xiàn)明顯要大于撫河,再次就是修水干流(虬津)。其余各站點(diǎn)對(duì)入湖徑流貢獻(xiàn)的比例相對(duì)較小。從以上分析可以看出,徑流變化的貢獻(xiàn)率與子流域的集水面積有較大關(guān)聯(lián)。此外,從圖5中也能看出未來(lái)徑流交替變化,且周期約為10~30年。

根據(jù)鄱陽(yáng)湖流域未來(lái)降水的預(yù)測(cè)結(jié)果[14],饒河在A2和B2情景下均遞減,贛江在兩種情景下均增加,而修水、撫河、信江在A2情景下降水先減后增,在B2情景下各時(shí)段降水都增加。盡管鄱陽(yáng)湖流域的降水呈現(xiàn)增加趨勢(shì),距離基準(zhǔn)期的時(shí)間越長(zhǎng),降水的變化幅度越大,但是由于降雨徑流的非線性復(fù)雜關(guān)系,徑流并未對(duì)應(yīng)于降水出現(xiàn)一致的變化關(guān)系。

總體說(shuō)來(lái),鄱陽(yáng)湖流域入湖徑流變化的原因不同,空間變化不同,由于各子流域的下墊面條件和氣候條件的不同,對(duì)鄱陽(yáng)湖徑流變化的貢獻(xiàn)不一,在各個(gè)時(shí)期主導(dǎo)的因素不同[19]。因此,研究鄱陽(yáng)湖的徑流變化必須考慮空間差異,特別是鄱陽(yáng)湖流域徑流貢獻(xiàn)較大的贛江、信江和撫河流域。

4.3 三峽調(diào)度運(yùn)行期徑流變化

圖6展示了針對(duì)三峽水庫(kù)各調(diào)度期,鄱陽(yáng)湖入湖總徑流以及對(duì)總徑流貢獻(xiàn)較大的贛江、信江和撫河子流域相對(duì)變化。從圖6可以看出,各調(diào)度期的徑流變化趨勢(shì)與年入湖總量的變化趨勢(shì)一致,也是各年代交替變化。但是交替變化的幅度和時(shí)間極其不一致。其中以三峽水庫(kù)蓄水期的鄱陽(yáng)湖入湖徑流變化較大,各年代變幅基本在30%左右,其中A2情景下增幅達(dá)80%,這主要是鄱陽(yáng)湖的贛江、信江和撫河三大子流域在這一時(shí)期同時(shí)增加80%以上,其中信江在21世紀(jì)70年代增加幅度甚至高達(dá)120%。相比于其他時(shí)期,無(wú)論是A2情景還是B2情景蓄水期波動(dòng)幅度最大,相比于年徑流量的變幅在10%左右,枯水期變動(dòng)幅度最小,基本上在兩種情景下,都是在10%以內(nèi)變化。

A2情景下在各調(diào)度期總徑流呈現(xiàn)不同年代正負(fù)交替變化;B2情景下洪水期總徑流相比基準(zhǔn)期一致增加,其余各調(diào)度期的總徑流與A2情景下類似呈現(xiàn)不同年代正負(fù)交替變化。從各主要子流域來(lái)看,其余各時(shí)期表現(xiàn)為交替變化明顯,而洪水期和枯水期卻是值得注意的時(shí)期,特別是在B2情景下。B2情景下贛江流域在洪水期呈現(xiàn)一致增加,在枯水期一致減少;信江流域在A2和B2情景下的洪水期一致增加;而B(niǎo)2情景下?lián)岷恿饔蚝樗诔尸F(xiàn)一致減少。

綜上所述,由于水文要素季節(jié)性的差異,對(duì)應(yīng)三峽水庫(kù)各調(diào)度期的鄱陽(yáng)湖入湖徑流與年總量相比有較大差別,主要表現(xiàn)在變化幅度和年代分布。三峽水庫(kù)蓄水期鄱陽(yáng)湖入湖徑流量的增加,將有助于緩解目前鄱陽(yáng)湖低水位的影響。但是,由于三峽水庫(kù)在蓄水期長(zhǎng)江干流河道水位降低,增加的這部分水量在多大程度上能為鄱陽(yáng)湖流域自身所利用,還是由于長(zhǎng)江“拉空”作用導(dǎo)致鄱陽(yáng)湖存不住水而匯入長(zhǎng)江干流,需要進(jìn)一步研究[20]。

5 結(jié)論

三峽水庫(kù)蓄水之后,對(duì)下游通江湖泊等的水文影響一直是學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。鄱陽(yáng)湖未來(lái)入湖徑流變化預(yù)測(cè)可為“后三峽”時(shí)期水資源調(diào)度決策提供理論依據(jù)。本文基于鄱陽(yáng)湖流域1953年-2010年的“五河七口”實(shí)測(cè)入湖流量資料分析發(fā)現(xiàn),三峽水庫(kù)蓄水后鄱陽(yáng)湖入湖總徑流和各調(diào)度期徑流均不同程度減少?;诖?,進(jìn)一步開(kāi)展對(duì)應(yīng)三峽水庫(kù)的調(diào)度期的鄱陽(yáng)湖入湖徑流時(shí)空預(yù)測(cè),主要是通過(guò)ASD統(tǒng)計(jì)降尺度方法將GCM輸出數(shù)據(jù)與新安江水文模型耦合得到未來(lái)鄱陽(yáng)湖五河七口的入湖徑流過(guò)程。分析發(fā)現(xiàn)未來(lái)年徑流相比實(shí)測(cè)變化幅度更小,偏多和偏少交替出現(xiàn),但周期跨度更長(zhǎng),這一變化是鄱陽(yáng)湖的多個(gè)支流增減幅度不一相互抵消造成的。

從空間上看,集水面積較大的贛江、撫河和信江對(duì)鄱陽(yáng)湖徑流變化的貢獻(xiàn)最大。從時(shí)間上看,無(wú)論是A2還是B2情景下蓄水期相比于其他調(diào)度期變化幅度最大,而枯水期最小。對(duì)應(yīng)三峽水庫(kù)各調(diào)度期的鄱陽(yáng)湖入湖徑流與年總量相比在變化幅度和年代分布上有較大差別。

必須指出的是,本文是在假設(shè)鄱陽(yáng)湖流域下墊面條件不變的情況下預(yù)測(cè)未來(lái)徑流序列的,后續(xù)的研究可考慮以水文模型參數(shù)的時(shí)變性表示下墊面的動(dòng)態(tài)變化。此外,本文的三峽各調(diào)度期是采用初設(shè)階段的劃分,隨著三峽上游水庫(kù)的修建和三峽工程承擔(dān)任務(wù)的變化,此劃分未來(lái)可能發(fā)生改變,如蓄水期提前等,此種改變也可能造成本文結(jié)論發(fā)生改變。

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