青藏高原典型流域的冻土水文变化模拟与分析

Simulation and Analysis of Changes in Frozen Ground and Hydrology in Typical Basins of the Tibetan Plateau

作       者：王宇涵          

指导教师：杨大文

培养院系：水利系             

学       科：水利工程

读博感言：坚持努力且保持自信！

研究背景/选题意义/研究价值

在全球气候变化背景下，青藏高原升温导致冻土显著退化，而冻土变化进一步影响高原的水文过程。作为亚洲众多大江大河的发源地，青藏高原的水文变化对区域水资源可持续利用具有重要影响。深入理解冻土退化对流域水文过程的影响，对合理估计未来青藏高原江河源区的径流变化趋势，从而制定区域水资源可持续利用规划具有重要意义。

主要研究内容

论文以黑河上游和雅鲁藏布江上游流域为青藏高原北、南两个典型研究流域，基于分布式模型GBEHM模拟分析了过去30年气候变化下两个流域冻土变化与水文变化的规律，以及不同流域冻土变化对水文过程的影响。在此基础上，预测了未来50年气候情景下两个流域的冻土水文变化。此外，论文针对地形变化复杂，站点稀少的青藏高原地区发展了新的降水空间分布估计方法。

冻土退化导致土壤蓄水容量增加，从而减少蓄满产流量，减小流域径流。

主要创新点

1. 针对青藏高原地区地形复杂、地面降水观测站点稀少，提出了多源降水数据融合方法，该方法考虑了高程变化和空间不确定性的影响，从而更合理地估计了青藏高原地区降水的空间分布。  

2. 揭示了冻土变化对径流的影响主要发生于多年冻土区和多年冻土退化区，其影响机理为多年冻土活动层的增厚以及多年冻土退化为季节性冻土导致土壤蓄水容量增加，从而减少蓄满产流量。  

3. 模拟了未来气候变化情景下青藏高原典型流域的冻土水文变化，发现未来径流变化对气温升高和冻土退化较过去30年更为敏感。

代表性创新成果

1. Wang Y, Yang H, Gao B, et al. Frozen ground degradation may reduce future runoff in the headwaters of an inland river on the northeastern Tibetan Plateau. Journal of Hydrology, 2018. 564: 1153-1164. 

2. Wang Y, Yang H, Yang D, et al. Spatial Interpolation of Daily Precipitation in a High Mountainous Watershed Based on Gauge Observations and a Regional Climate Model Simulation. Journal of Hydrometeorology, 2017, 18(3):845-862. 

3. Wang Y, Chen J, Yang D. Bayesian assimilation of multi-scale precipitation data and sparse ground gauge observations in mountainous areas. Journal of Hydrometeorology, 2019. doi: 10.1175/JHM-D-18-0218.1

作者：王宇涵

图片：王宇涵

编辑：清华大学研究生院  吴佳瑛  李文