气候变化和人类活动对水文循环产生了显著影响,尤其是在干旱半干旱区.为探究变化环境下典型半干旱生态脆弱区毛乌素沙地水循环演变特征,利用WEP-L(water and energy transfer processes in large river basin)地表水模型和Visual MODFLO...气候变化和人类活动对水文循环产生了显著影响,尤其是在干旱半干旱区.为探究变化环境下典型半干旱生态脆弱区毛乌素沙地水循环演变特征,利用WEP-L(water and energy transfer processes in large river basin)地表水模型和Visual MODFLOW(visual modular finite difference groundwater flow)地下水模型对毛乌素沙地水循环过程进行分布式模拟,基于白家川水文站实测月径流量和监测井地下水位数据进行模型参数率定与验证.结果表明,地表水模型率定期和验证期的模拟月径流量和实测月径流量的R2都在0.5以上,模拟的监测井地下水位和实测地下水位趋势较为一致,相关系数达到0.56以上.采用偏差校正的CMIP6多模式集合气候变化情景及当地取用水情景驱动地表水-地下水耦合模型,量化了变化环境下毛乌素沙地2021-2040年关键水循环要素变化特征.结果表明,未来情景下毛乌素沙地年降水量和年蒸散发量的平均增幅分别为8.0%和7.4%,年径流深呈现逐渐减少的趋势,2040年末地下水位相较于2021年末下降了约1 m.未来2种用水情景下区域地下水总补给量与排泄量的差值分别为-1.82亿、-0.97亿m^(3)·a^(-1),地表径流总量与地表用水量的差值分别为1.83亿、2.29亿m^(3)·a^(-1),地下水资源开发利用将面临更大挑战.研究成果可为毛乌素沙地区域水资源规划与管理提供科学支撑.展开更多
为探究变化环境下农牧交错带水文循环演变规律,以毛乌素沙地为研究区域,采用地质、水文、气象、人工取用水等数据构建了地表水(Water and Energy transfer Processes in Large river basin,WEP-L)-地下水(Visual Modular Finite Differe...为探究变化环境下农牧交错带水文循环演变规律,以毛乌素沙地为研究区域,采用地质、水文、气象、人工取用水等数据构建了地表水(Water and Energy transfer Processes in Large river basin,WEP-L)-地下水(Visual Modular Finite Difference Groundwater Flow,Visual-MODFLOW)联合模拟模型,基于白家川水文站地表水月径流量和地下水位数据,对模型参数进行率定和验证。结果表明:WEP-L模型率定和验证期月径流过程的模型模拟的结果NSE都在0.40以上,R2都在0.65以上,相对误差都控制在±15%以内,模型对白家川水文站枯季月径流量过程模拟较为准确。Visual MODFLOW模型模拟的研究区域内4个代表井模拟时段内地下水位模拟值与实测水位的R2基本都在0.58以上,MAE小于0.3 m,RMSE在0.028~0.265 m之间,表明建立的地表水-地下水模型可用于毛乌素沙地水文循环过程分布式模拟。基于此,进一步探究毛乌素沙地地表水-地下水空间分布特征。结果表明:毛乌素沙地不同区域的地表径流量和地下水位差异性显著,地表径流量大的地方地下水位低。2019-2020年毛乌素沙地径流量减小,但空间分布基本一致,呈现从西到东逐渐增加的趋势,且沙地东南角的径流量最大;2019-2020年沙地地下水位几乎不变,表明地下水的补给量和开采量基本一致,空间上,沙地东南、东北角相邻地区的地下水位的差值较大,水位下降速度较快,与地形变化类似。研究成果可为农牧交错带农业用水配置,区域水资源规划与管理提供科学支撑。展开更多
文摘气候变化和人类活动对水文循环产生了显著影响,尤其是在干旱半干旱区.为探究变化环境下典型半干旱生态脆弱区毛乌素沙地水循环演变特征,利用WEP-L(water and energy transfer processes in large river basin)地表水模型和Visual MODFLOW(visual modular finite difference groundwater flow)地下水模型对毛乌素沙地水循环过程进行分布式模拟,基于白家川水文站实测月径流量和监测井地下水位数据进行模型参数率定与验证.结果表明,地表水模型率定期和验证期的模拟月径流量和实测月径流量的R2都在0.5以上,模拟的监测井地下水位和实测地下水位趋势较为一致,相关系数达到0.56以上.采用偏差校正的CMIP6多模式集合气候变化情景及当地取用水情景驱动地表水-地下水耦合模型,量化了变化环境下毛乌素沙地2021-2040年关键水循环要素变化特征.结果表明,未来情景下毛乌素沙地年降水量和年蒸散发量的平均增幅分别为8.0%和7.4%,年径流深呈现逐渐减少的趋势,2040年末地下水位相较于2021年末下降了约1 m.未来2种用水情景下区域地下水总补给量与排泄量的差值分别为-1.82亿、-0.97亿m^(3)·a^(-1),地表径流总量与地表用水量的差值分别为1.83亿、2.29亿m^(3)·a^(-1),地下水资源开发利用将面临更大挑战.研究成果可为毛乌素沙地区域水资源规划与管理提供科学支撑.
文摘为探究变化环境下农牧交错带水文循环演变规律,以毛乌素沙地为研究区域,采用地质、水文、气象、人工取用水等数据构建了地表水(Water and Energy transfer Processes in Large river basin,WEP-L)-地下水(Visual Modular Finite Difference Groundwater Flow,Visual-MODFLOW)联合模拟模型,基于白家川水文站地表水月径流量和地下水位数据,对模型参数进行率定和验证。结果表明:WEP-L模型率定和验证期月径流过程的模型模拟的结果NSE都在0.40以上,R2都在0.65以上,相对误差都控制在±15%以内,模型对白家川水文站枯季月径流量过程模拟较为准确。Visual MODFLOW模型模拟的研究区域内4个代表井模拟时段内地下水位模拟值与实测水位的R2基本都在0.58以上,MAE小于0.3 m,RMSE在0.028~0.265 m之间,表明建立的地表水-地下水模型可用于毛乌素沙地水文循环过程分布式模拟。基于此,进一步探究毛乌素沙地地表水-地下水空间分布特征。结果表明:毛乌素沙地不同区域的地表径流量和地下水位差异性显著,地表径流量大的地方地下水位低。2019-2020年毛乌素沙地径流量减小,但空间分布基本一致,呈现从西到东逐渐增加的趋势,且沙地东南角的径流量最大;2019-2020年沙地地下水位几乎不变,表明地下水的补给量和开采量基本一致,空间上,沙地东南、东北角相邻地区的地下水位的差值较大,水位下降速度较快,与地形变化类似。研究成果可为农牧交错带农业用水配置,区域水资源规划与管理提供科学支撑。
