水稳定同位素示踪的冰川流域水文模拟及不确定性研究 ——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

• 作者: 何天豪 高红凯 李向应 韩添丁 贺志华 张志才 段峥 刘敏 丁永建
• 来源期刊: 冰川冻土
• 关键词: 水稳定同位素 冰川水文模型 同位素辅助水文模拟 径流分割 乌鲁木齐河源1号冰川
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 冰冻圈水文与水资源
• 页码范围: 1130-1143
• 页数: 14页
• 分类号: P338+.9|P343.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.7522/j.issn.1000-0240.2021.0053

摘要

水文模拟不确定性长期以来是制约寒区水文发展的瓶颈问题.水稳定同位素示踪为认识冰川流域径流过程提供了重要"指纹"信息,但仍缺乏有效模型将该信息与冰川水文模型耦合,而且同位素信息对冰川流域水文模型不确定性的约束效果也有待检验.将水稳定同位素信息(δ18O)与冰川流域水文模型FLEXG相耦合,实现对冰川流域水稳定同位素和径流过程的耦合建模(FLEXG-iso),并在乌鲁木齐河源1号冰川流域进行模拟检验和径流分割.结果表明:模型不仅对2013—2016年径流过程有良好的模拟效果,还可以重现水稳定同位素、冰川物质平衡等重要过程.利用水稳定同位素这一辅助数据,提高了模型参数的识别能力,减少了模拟过程中各水源的相互妥协效应和不确定性范围.2013—2016年1号冰川断面径流32％～34％来自融雪,48％～51％来自融冰,0％～7％来自地下水,12％～15％来自降雨径流.水稳定同位素对雪和冰川相关中间过程有明显的约束能力,原有模型对融冰贡献的模拟偏高约7％.FLEXG-iso模型的建立有助于推动寒区水文学理论和方法的发展,以及寒区水资源、生态环境保护等相关决策制定.