水科学进展2024,Vol.35Issue(4) :556-568.DOI:10.14042/j.cnki.32.1309.2024.04.004

气候变化对HBV水文模型参数敏感性和不确定性的影响

Impact of climate change on the sensitivity and uncertainty of HBV hydrologic model parameters

马秋梅 桂绪 熊立华 宋文婕 李继清
水科学进展2024,Vol.35Issue(4) :556-568.DOI:10.14042/j.cnki.32.1309.2024.04.004

气候变化对HBV水文模型参数敏感性和不确定性的影响

Impact of climate change on the sensitivity and uncertainty of HBV hydrologic model parameters

马秋梅 1桂绪 1熊立华 2宋文婕 3李继清1
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作者信息

  • 1. 华北电力大学水利与水电工程学院,北京 102206
  • 2. 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室,湖北 武汉 430072
  • 3. 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101;中国科学院大学资源与环境学院,北京 100049
  • 折叠

摘要

阐明气候变化对流域水文模型参数的影响是分析参数可移植性、预估未来水量平衡组分的基础科学问题.基于CMIP6 框架下3 种数据来源(CNRM、IPSL和MRI)的气象信息,驱动HBV水文模型模拟赣江流域2015-2100年的月径流变化,量化并评估气候变化下控制径流模拟过程典型参数的敏感性和不确定性.研究结果表明:① 未来降水增多或减少比持平情况下模型参数敏感性整体更高,其中土壤模块(计算土壤蒸散发和含水量)参数敏感性最高;② 区分年内丰枯期与全年平均结果相比,响应模块(划分各径流组分)参数敏感性更高、未来增幅更大,且未来降水增多或减少均会使枯水期土壤模块和响应模块参数的敏感性增高,表明降水量及其年内分配会影响模型参数敏感性;③ 随机扰动响应模块参数导致的径流不确定性最大(贡献超50%),特别是未来降水增多情景下(超70%),因此,若未来气候变化使径流组分(快速、慢速流比例)大幅变化,需重点关注该模块参数.

Abstract

Elucidating the impact of climate change on watershed hydrological model parameters is a fundamental scientific issue for analyzing parameter transferability and estimating future water balance components.Based on meteorological data from three global climate models(CNRM,IPSL and MRI)under the CMIP6 framework,the HBV hydrological model was used to simulate monthly runoff changes in the Ganjiang River basin from 2015 to 2100.The sensitivity and uncertainty of typical parameters controlling runoff simulation processes under climate change were quantified and evaluated.The major findings of this research are as follows:① In scenarios where future precipitation either increases or decreases,the sensitivity of model parameters is generally higher relative to the stable precipitation scenario,with the soil module parameters(which calculate soil evapotranspiration and water content)being most sensitive.② The amount and intra-annual distribution of precipitation could influence parameters'sensitivity.③ If future climate change would significantly alter the proportions of runoff components(fast and slow flow),particularly under future scenarios of increased precipitation,more attention should be paid to the response module parameters.

关键词

水量平衡/水文模型/气候变化/CMIP6/水循环过程模拟

Key words

water balance/hydrological modeling/climate change/CMIP6/water cycle process simulation

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(U2240201)

中央高校基本科研业务费专项经费资助项目(2023MS075)

出版年

2024
水科学进展
南京水利科学研究院 水利部 交通运输部 国家能源局 中国水利学会

水科学进展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.931
ISSN:1001-6791
参考文献量5
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