摘要
伴随着全球气候变化异常，洪涝、干旱等极端水文灾害事件频繁发生并不断加剧。青藏高原及其周边地区被称为“亚洲水塔”，在近40年里，经历了明显高于全球平均的快速升温过程及显著的冰冻圈变化。雅鲁藏布江作为青藏高原流域面积最大的河流，流域的水文环境对当地的社会发展及人民生活都有着深远的影响。许多研究都分析了雅鲁藏布江流域径流与气候要素的关系，但是目前基于物理过程的水文模型模拟研究较少，缺乏对流域水文过程机理及极端事件的深入探讨，尤其对于奴下水文站直至出口巴昔卡，冰川分布广泛但径流观测缺乏的下游区域。 作为青藏高原面积最大的跨境流域，雅鲁藏布江对当地及下游居民的水安全有着深远的影响。流域降水主要受印度夏季风和西风的控制，是了解流域内可用水资源的关键。然而，由于受恶劣环境和复杂地形的限制，观测数据稀少，缺乏可靠的流域降水信息。为了提高流域范围内降水数据的准确性，本论文整合了5种多源降水数据，在雅鲁藏布江流域开发了一套新的降水产品，分辨率为3小时和5公里。新产品已在不同的时间尺度（例如极端降水、日变化、月变化和长期趋势）和空间尺度（站点和流域）下，通过观测数据进行了严格验证，显示出与以前的产品相比，精度大大提高。通过新的降水输入，水文模拟得到了改进（新产品与其他5种产品的水文模拟表现相比，相对偏差较低，纳什系数最高），显示了多学科交叉研究的可靠性和潜力。 水量与能量平衡的分布式水文模型(WEB-DHM)近年来耦合了积雪、冻土等模块，在许多高原流域有很好的表现。本研究以WEB-DHM模型为工具，在雅鲁藏布江流域构建分布式水文模型，在奴下、曲宗藏布、德兴做了充分的率定及验证工作，分析了流域不同区间近40年(1981-2019)的水量变化趋势，分离了冰川融水和积雪融水，并基于日径流时间尺度，揭示了流域不同概率（小于5％和1％）水文极端事件（极端大日径流）的时空变化，并阐述了冻土消融、冰川退化、植被变化及印度季风强弱对水文极端事件的影响。主要结论如下: 1.季风期的非融水径流导致了以奴下为界上下两个区间在1998年后水量变化完全相反的现象;近40年，奴下以上区间的融水平均占比21.3％，以积雪融水为主，而奴下以下区间融水平均占比26.9％，冰川积雪融水二者相当。 2.雅鲁藏布江流域的水文极端事件整体呈频率增加、强度增大、面积扩大的趋势，尤其在1998年后。以流域出口巴昔卡为例，概率小于5％的极端事件平均每年发生29天，并每年增加1.4天;概率小于1％的事件平均每年发生13天，并每年增加0.7天;最大极端日径流平均为24，781m3/s，并每年增加444m3/s。从1981-1997年到1998-2019年两个阶段，概率小于5％和1％的极端事件发生的面积分别增加9.3％和17.3％。 3.近40年，冻土消融开始全面促进流域极端事件发生的频率和强度。以巴昔卡为例，概率小于5％的极端事件在冻土的作用下平均每年增加3.1天，1％事件平均每年增加1.7天，强度增加4.1％。而冰川退化目前对极端事件贡献较小，巴昔卡的发生频率基本不变，仅强度增加0.1％。流域植被条件趋好则起到了减缓的作用，巴昔卡的两种概率事件均减少1-2天，强度则减弱了2.1％。另一方面，印度季风的增强也会增加极端事件的频率，但对强度的作用却相反。
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