未来气候变化下珠江三角洲压咸补淡优化方案研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 闫丹 |
| 答辩日期 | 2018-01 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 黄河清 |
| 关键词 | 气候变化 鲁棒性决策支持 多目标进化算法 水资源优化配置 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 水是生命之源，也是人类生存和社会经济发展的基本要素、生态基础和安全保障。近年来，随着人口增长和社会经济的迅速发展，水资源供需矛盾日益突出，成为制约全球社会经济发展的重要因素。水资源正在取代石油资源成为引起危机的主要原因，并成为21世纪人类所面临的最为严峻的现实问题之一。在这种情形下，水资源配置是解决水资源短缺问题的最有效途径之一，通过合理配置有限的水资源，能够促使水资源系统-社会经济系统-生态环境系统之间协调发展，最终实现人与自然的和谐。 本研究选取珠江流域为研究区，利用 VIC 模型（ VariableInfiltration Capacity）模拟珠江流域水循环过程，以评估未来气候变化对珠江流域水资源时空分布的影响。并在此基础上，综合多目标进化算法、鲁棒性决策支持和水文模型构建针对水资源优化配置的鲁棒性评价模型框架，在气候变化的影响下识别具有鲁棒性的水资源优化配置方案。取得的进展主要包括： （1） 气候变化对珠江流域未来水资源可利用量的影响巨大。枯水期预计整个珠江流域会变得更加干旱，丰水期上游会变得干旱，中下游则会变得更加湿润。这可能会进一步加剧珠江流域水资源时空分布的不均匀性，导致流域内水资源短缺的加剧及洪水风险的增加； （2） 在所有气候模式下，珠江流域的枯水流量都呈减少趋势。相比之下，枯水流量在RCP8.5 情景下的减少量（最高为72%）要远大于在RCP4.5 情景下的减少量（6-48%）。在RCP4.5 和8.5 情景下，珠江流域径流量变化的空间格局的非常相似，变化幅度不同。相比之下，RCP8.5 所代表的未来情景更加干旱； （3） 对于珠江流域来说，使用的气候模式不同，模拟的气候变化差异巨大。在使用HadGEM2-ES 气候模式时，珠江流域降水的大幅度增加使VIC 模型得到远高于其他气候模式的径流量。除了HadGEM2-ES，其他气候模式的平均流量和洪水流量的时空格局非常相似，即在上游减少，在南部和东南部增加，在中游变化比较温和。珠江上游和下游的枯水流量在包括HadGEM2-ES 在内的所有情景下，都预计会减少； （4） 四种现有补水调度方案的表现随着气候变化而逐渐变差，不同补水调度方案的下泄流量不同，其中具有较高下泄流量的间隔补水调度方案最具鲁棒性。然而，所有现有方案都无法在所有未来气候情景下维持梧州站和思贤窖站的最低要求流量； （5） 对比2006 年的四个现有方案，多目标进化算法生成的新补水调度方案的表现更为优秀。除IPSL 情景之外，执行新方案得到的NW的中位数都低于30 天。新方案具有更好表现的原因在于它们是适应性策略，能够根据观测流量和水库蓄水量每隔十天计算骨干水库的下泄流量。即便如此，多目标进化算法生成的新方案也无法应对由IPSL模式预测的极端干旱情景； （6） 多目标进化算法生成的新方案的表现能够通过在骨干水库系统中添加一个新的骨干水库（大藤峡水库）而得到大幅度的提高，即在最干旱的IPSL RCP4.5 和8.5 情景中， 值小于50 天的方案将增加至93%和83%； （7） 对比其他9 种多目标进化算法，Borg 在优化配置珠江流域水资源上的表现最好。结果表明，利用精心挑选的多目标进化算法来优化配置珠江流域的水资源能够缓解珠江三角洲存在的水资源短缺和咸水入侵问题； （8） 当前包含6 个骨干水库的水资源调度系统无法在所有未来气候情景下维持两个水文站的所需最低流量。更多水库，尤其是位于珠江中下游的水库具有增加珠江三角洲枯水流量的潜力； （9） 最后，开发新的节水技术和提高用水效率对于缓解珠江三角洲未来水资源短缺具有十分重要的意义。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 78 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/193900]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 闫丹. 未来气候变化下珠江三角洲压咸补淡优化方案研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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