气候变化下流域径流响应模拟及不确定性分析方法研究

流域对气候变化的水文响应研究是一个涉及大尺度、广泛研究领域的重大学术课题,目前该项研究还处在起步阶段，存在很多亟待解决的科学问题。本项目主要针对流域水文模型参数率定中的"异参同效"，基于模型率定期（基准期）自然气候变异、流域水文模型结构与参数引起的不确定性定量估计等问题，对气候变化下流域径流响应模拟机理及不确定性研究的具有普遍意义的关键方法进行探讨。基于项目申请人已开发的基于线性水库滞留汇流法的Dynamic TOPMODEL模型进行气候变化下大尺度水文模拟研究，并与常用的VIC模型进行适用性比较分析。本项目选取受人类活动影响相对较少的淮河上游流域作为研究区域，将为气候变化下流域径流响应模拟机理及不确定性分析等难点问题提供一些解决方案，同时将丰富气候变化下大尺度流域水文模型的应用研究实践理论，在气候变化对水文水资源的影响研究方面具有重要的理论价值。

本项目主要针对流域水文模型参数率定中的“异参同效”，基于模型率定期（基准期）自然气候变异、流域水文模型结构与参数引起的不确定性定量估计等问题，对气候变化下流域径流响应模拟机理及不确定性研究的具有普遍意义的关键方法进行了探讨。在气候变化对水资源的影响评价中，常将所有的径流变化归因于气候变化的影响，尤其是温室气体排放的影响，这可能导致错误的理解与判断。本研究中提出了在目前的气候变化对水文水资源的影响研究中应将气候变化分为人为气候变化和气候自然变异，在影响评价中应将其分离和界定的观点，认为可促进气候变化对水文水资源的影响的理解和对气候变化的有效适应。提出的基于拉丁超立方体抽样方法提出模拟气候自然变异的分段重抽样方法，为气候自然变异的模拟提供了一种更便捷的可行途径，从而为气候变化影响评价中人为气候变化和气候自然变异的影响的区分和界定提供了一种可能。本项目以多年平均径流量变化、多年平均月径流量变化的方式分析了研究流域的未来径流变化情况，并将气候自然变异的影响在整个变化中加以区分和界定。研究了TOPMODEL模型在我国不同气候区不同尺度流域的径流模拟应用情况，并与常用的VIC模型进行了比较分析。通过分析影响径流模拟的不确定性来源，着重分析了气候模式、排放情景、气候影响评价模型参数等的不确定性，基于普适似然不确定性分析方法（GLUE）建立了一套针对气候变化下径流响应不确定性系统的不确定性评价方法体系。针对气候自然变异的模拟、流域水文模型率定中的“异参同效”、气候变化下流域径流响应的不确定性估计三大关键科学问题，实现了项目预定的研究目标。本项目为气候变化下流域径流响应模拟机理及不确定性分析等难点问题提供了一些解决方案，同时丰富了气候变化下大尺度流域水文模型的应用研究实践理论，在气候变化对水文水资源的影响研究方面具有重要的理论价值。.. 截止目前，以第一作者共发表学术论文7篇，其中SCI收录论文2篇，EI收录论文3篇，国际期刊论文3篇，参加国内和国际会议15人次，协助培养博士2名，培养硕士2名，超额完成项目预期研究目标任务。