摘要
由于气候变化和人类活动的双重作用，水文变量的统计规律已发生显著变化，洪旱灾害极端事件频发，严重制约了经济社会的发展。因此，分析变化环境下的水文响应对水旱灾害防治、合理开发利用水资源等具有重要意义。本文选取乐安河虎山水文站以上流域为研究区，分析了流域水文气象要素及下垫面的变化情况，构建了 SWAT水文模型，采用残差分析法对径流变化进行了定量化归因，并结合未来气候模式GCM分析了流域未来情景下的水文响应情况，主要研究内容及结论如下: (1)流域水文气象要素及下垫面变化特征分析。流域的年平均流量序列、年降水序列均呈不显著上升趋势，年平均气温序列、年平均蒸发量序列均呈显著上升趋势和向上跳跃突变;流域旱涝频发、交替出现，整体上趋向于雨涝化发展，且流域北部的雨涝化倾向性更强;流域土地利用类型主要以林地和耕地为主，土地利用转化关系主要表现为林地、耕地、草地三者相互转化，其他土地利用类型变化较小，1980～2020年间流域整体土地利用变化程度较小。 (2)基于SWAT水文模型的流域径流变化归因分析。通过SWAT模型在率定期的参数率定和验证期的效果验证，表明SWAT模型适用于本研究区的径流模拟;利用残差分析法定量计算出气候变化和人类活动对年平均流量变化的贡献率分别为115.64％和-15.64％，气候变化使流量增大，人类活动使流量减小;在季尺度和月尺度上，气候变化同样在流量变化过程中占主导作用;在各气候因子中,降水因子与流量显著相关且皮尔逊相关系数高达0.927,两者变化趋势和变异点均一致，气候变化中的降水量增加是引起径流增大的主要因素。 (3)基于未来气候模式GCM的流域未来水文响应分析。利用泰勒图优选出在模拟研究区降水和气温方面表现最优的为NorESM2-MM模式;基于流域历史实测资料建立的SDSM模型模拟效果较好，适用于研究区降尺度分析;未来情景SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5下的降水、气温、径流较历史时期均有明显增加，均表现出与历史时期相似的年内分配趋势，且随着SSP的增加，均表现为年际波动范围随之增大;流域未来时期旱涝频繁发生，随着SSP的增加，流域整体有朝着干旱化发展转向雨涝化显著发展的趋势，旱涝变化剧烈程度也随之增大;未来情景下流域中部和北部地区旱涝变化最严重，易发生重旱和重涝灾害事件，年内旱涝变化以夏季变化最为剧烈，且在春夏、夏秋之交时旱涝变化最明显。
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