[发明专利]一种地表水质对气候变化的响应分析方法

摘要

本发明公开了一种地表水质对气候变化的响应分析方法，其特征在于：方法步骤如下，步骤一 未来气候变化要素变化趋势预估，步骤二 SWAT模型构建与校准，步骤三 总氮、总磷计算，步骤四 地表水质对气候变化的响应。与现有技术相比较，本发明基于未来气候预估、SWAT水文模型和统计分析方法，通过设置不同的温度变化情景和降水变化情景，模拟温度和降水等气候变化因子对地表水质变化的影响，以SWAT水文模型为基础开展气候变化对水质影响的模拟研究，建立了气候变化和水质变化之间的响应关系，可以进行地表水质对气候变化的响应分析。可广泛应用于研究地表水质对气候变化的响应，特别适用于河套地区地表水质对气候变化的响应分析。

主权项

一种地表水质对气候变化的响应分析方法，其特征在于：方法步骤如下，步骤一 未来气候变化要素变化趋势预估1)气候模式适用性评价选取国际耦合模式比较计划第五阶段CMIP5提供的五种气候模式：GFDL‑ESM2M、HadGEM2‑ES、IPSL‑CM5A‑LR、MIROC‑ESM‑CHEM和NorESM1‑M，分别模拟RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三种代表性排放情景下的降水量，经过校准和降尺度后，与实测值进行对比，根据计算出的相对误差、均方根误差和相关系数特征值结果，以及每个模式模拟变化趋势，综合分析和评估不同气候模式的降水模拟能力；2)气候模式修正基于上述分析结果，选取模拟结果相对较好的气候模式做集合平均，进行气候模式修正；3)未来降水预估根据修正后的气候模式预估结果，对研究区域未来降水量进行模拟，得到未来降水量和年降水量的变化趋势；步骤二 SWAT模型构建与校准1)模型输入数据准备及格式化处理输入土地利用类型、土壤类型、温度降雨气象条件、河流水质数据，数据格式需要经过标准化处理后输入到模型中去；2)模型校准和验证①确定模型评价指标选取相对误差Re、决定系数R²和Nash‑Suttcliffe效率系数Ens三个指标进行评价模型的适用性，根据模拟标准，模拟结果与实测值误差应小于20％，决定系数R²大于0.6且Ens大于0.5，当模拟结果满足以上条件时，模拟结果才可以进行使用；②参数敏感性分析根据模拟结果进行敏感性分析后，从SWAT模型众多参数中筛选敏感性较高参数，优先进行参数率定；③模型校准基于上述步骤，对模型进行校准和验证；步骤三 总氮、总磷计算根据SWAT模型对非点源污染的迁移转化过程和原理，对非点源污染物进行模拟，模拟的对象主要是氮元素和磷元素负荷量，模拟得到的是各种形态的氮和磷的负荷，对总氮和总磷负荷量进行计算；(4)地表水质对气候变化的响应基于气候模式预估结果和校准过的SWAT模型，设置不同的温度变化情景和降水变化情景，模拟温度和降水等气候变化因子对水质变化的影响。