青藏高原极端气候变化对洪水的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 李想 |
| 答辩日期 | 2025-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 崔鹏 ; 张雪芹 |
| 关键词 | 极端气候变化 洪水 深度学习 CMIP6 青藏高原 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 青藏高原作为“亚洲水塔”，是全球气候变化研究的关键区域。近年来，青藏高原极端气候事件频发，对区域水文系统影响深远。洪水作为青藏高原主要水文灾害，其频率与规模变化直接关联生态安全与社会经济可持续发展。深入解析极端气候变化与高原洪水系统的耦合机制，对水资源可持续管理和灾害风险防控具有重要意义。因此，本研究基于多源数据与模型方法，系统解析了青藏高原极端气候的时空演变规律及其对洪水的多尺度影响。研究首先基于多源气候数据，构建极端气候指标体系，揭示高原极端气候变化特征；其次，基于逐步回归、方差分析、结构方程模型等方法，解析了极端气候对积雪、冰川的影响；同时，提出了深度学习模型StatNet，通过空间统计特征提取和样本特化策略，识别影响场次洪水发生的关键因子；在此基础上，结合再分析河流流量数据与机器学习模型，定量分析了影响青藏高原洪水频次与规模变化的主要极端气候驱动因子；最后，构建CNN-LSTM 混合模型，预估了未来不同气候情景下典型流域的逐日流量变化，揭示洪水变化格局。 研究发现，1981–2020 年青藏高原极端高温与极端降水事件的发生频率和强度整体呈增加趋势。在此背景下，高原平均洪水日数以0.7 d/10a 的速率显著增加，年最大流量变化率为2.1 m3/s/10a。不同空间尺度下，极端气候变化对洪水年际变化的影响呈现显著分异特征。在高原平均尺度上，极端降水（59.9%）、温度（18.2%）和融雪（17.9%）指标主导平均洪水日年际变化，极端降水（51.2%）和干旱（22.7%）指标共同驱动平均年最大流量变化。在不同流域尺度上，洪水变化的极端气候驱动因子呈东西向分异规律：高原东部流域洪水变化由极端降水与干旱指标主导，中部流域受极端温度与降水协同控制，西部流域依赖极端温度、融雪和干旱指标变化。在不同河流等级尺度上，研究揭示了洪水驱动机制的梯级演变规律，即随着河流等级提升，洪水日变化的驱动特征从极端降水主导向极端降水-融雪协同主导转变，年最大流量变化从极端降水调控向极端降水-土壤水分条件耦合调控转变。在跨流域尺度上，极端气候变化解释了超过70%的洪水频率和规模变异，上游流域极端温度变化通过水文传导效应对下游洪水频率和规模变化的贡献分别达5.3%和4.8%。此外，研究在场次洪水尺度上明确了当日和前几日的强降水、高温和土壤含水量等要素对场次洪水的发生具有关键驱动作用。 典型流域的未来洪水预估分析表明，黄河循化-贵德段在SSP245、SSP370 和SSP585 情景下，预计在2040 年前面临高洪水易发性和危险性；而唐乃亥站预计在SSP126 情景下2070 年后、SSP370 情景下2030–2070 年，SSP585 情景下2025–2040 年及2070–2079 年遭遇频发且规模较大的洪水。针对上述情景，需在洪水高风险时段实施精准化、差异化的综合防洪管理策略。本研究揭示了极端气候变化对青藏高原洪水动态的多尺度影响，并针对典型流域开展未来洪水长时序预估建模，为区域洪水预测建模、风险防控和水资源可持续管理提供了关键理论支撑。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 189 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/217315]  |
| 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 | 李想. 青藏高原极端气候变化对洪水的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2025. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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