基于WEP-ISF模型的黄河源区径流演变特征及其驱动因素分析

摘要

[目的]量化径流深中各因素产流量的贡献率及构成，分析黄河源区下垫面、气候和工农业用水变化对径流变化的贡献率，为黄河流域生态环境保护和水资源开发提供参考。[方法]基于1970—2021年黄河源区气象水文数据，利用分布式水热耦合模型WEP-ISF分析不同时期黄河源区月均流量及其实际蒸散发、土壤温度、土壤含水量和径流成分动态变化过程，并运用多因素归因分析方法定量剖析各影响因素对径流量变化的贡献。[结果]（1）利用WEP-ISF模型对黄河源区1970—2021年流域水文及水热变化过程模拟验证，其土壤温度模拟值与遥感解译值的平均绝对百分比误差为69.78%～171.55%,Nash效率系数均超过0.70；土壤表层含水量模拟值与遥感解译值的平均绝对百分比误差为13.94%～20.97%,Nash效率系数基本达到0.5以上；月平均流量模拟值与实测值Nash效率系数和平均绝对百分比误差分别为0.80和25.85%；实际蒸散发模拟值与遥感解译值Nash效率系数和平均绝对百分比误差分别为0.80和53.39%。（2）冰川、融雪和降水产流多年平均为0.9,14.9,70.5 mm，分别占黄河源区径流深的1.0%,17.3%和81.7%。变化期1991—2021年相比于基准期1970—1990年，冰川、融雪和降水产流变化量分别为1.48,-3.8,-13.2 mm，这三者对黄河源区总径流深变化量的贡献率分别为9.53%,-24.48%和-85.05%。（3）唐乃亥多年平均径流量减少6.77×10～9 m³，其中气候、下垫面以及工农业用水变化影响的贡献率分别为96.46%,2.49%和1.05%。[结论]在影响黄河源区径流变化的诸多因素中，气候因素是导致黄河源区径流衰减的主要驱动因子，其具体表现为冰川融水产流呈现增多趋势，而融雪产流和降水产流呈减少趋势。

关键词

黄河源区 / WEP-ISF模型 / 演变分析 / 水热耦合