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面源污染团队开发了流域尺度河流水温模型,提出了冰川融水径流对河流水温影响的模拟方法

发布者:管理员发布时间:2022-12-12作者:杜新忠来源:面源污染团队点击量:

河流水温是河流生态系统健康的重要指标之一,水温可以影响水的密度、电导率、pH和饱和溶解氧浓度等理化性质。水温也对水生物生长有重要影响,例如鱼类一般都有适宜生长的水温范围和可以忍受的最高水温。因为水温影响污染物在河流中的反应速率,河流水温的模拟也是流域水质模拟的基础。河流水温主要受流域气象条件与水文过程的综合影响,其中气温是影响水温的重要因素,因为气温影响河流水体与大气的热量交换。因此,在河流水温模拟中常用模型的采用的是水温与气温的线性或非线性回归,这类模型忽视了流域径流成分组成对水温的影响。流域中地表径流、壤中流和地下径流比例也影响河流水温,而寒区流域的融雪和冰川融水径流也会通过冷却效应而影响水温。面源污染团队杜新忠研究员基于SWAT模型开发了平衡温度模型(SWAT-ETM)用于河流水温模拟,SWAT-ETM模型考虑径流成分组成对水温影响,并采用平衡温度方法(equilibriumtemperature)模拟河流水体与大气的热量交换,该模型已在中国、美国和加拿大不同流域进行了应用(Duet al., 2018;Duet al., 2019;Duet al., 2020)。为了进一步扩展SWAT-ETM模型的适用性,本研究将SWAT-ETM模型与冰川融水度日因子模型耦合(图1)模拟冰川融水径流对河流水温影响,耦合模型在加拿大西部Athabasca流域进行了应用。耦合模型对日尺度河流水温模拟效果较好,反映了水温的月尺度和季节性变化特征(图2)。

图1 SWAT-ETM模型与冰川融水径流模型耦合框架

图2耦合模型在加拿大Athabasca流域河流水温模拟效果

上述研究成果以“Investigating the impacts of glacier melt on stream temperature in acold-region watershed: Coupling a glacier melt model with ahydrological model” 为题发表在《Journal of Hydrology》上。幸福宝免费导航入口官网杜新忠研究员为论文的第一作者与共同通讯作者,论文的合作作者为加拿大阿尔伯塔大学大气与地球科学系的MonirehFaramarzi教授和Gunjan Silwal。本研究得到了国家自然科学基金项目(U20A20114;42107076)和幸福宝免费导航入口官网科技创新工程等项目的资助。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022169421013536

本研究相关文献:

Du, X., Shrestha, N.K., Ficklin, D.L., Wang, J., 2018. Incorporation of the equilibrium

temperature approach in a Soil and Water Assessment Tool hydroclimatological

stream temperature model. Hydrol. Earth Syst. Sci. 22, 2343.

Du, X., Shrestha, N.K., Wang, J., 2019. Assessing climate change impacts on stream

temperature in the Athabasca River Basin using SWAT equilibrium temperature

model and its potential impacts on stream ecosystem. Sci. Total Environ. 650,

1872–1881


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