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.docx

冰川水文模拟是研究高寒地区水资源管理和气候变化影响的关键领域。乌鲁木齐河源1号冰川作为典型实例，其冰川水文效应显著，对于稳定干旱区水资源起着至关重要的作用。传统水文模型在冰川区域面临挑战，因为冰川地区的水文过程复杂，而依赖单一流量指标进行参数率定易导致不确定性。 稳定氢氧同位素技术为冰川水文研究提供了新视角。同位素如2H和18O在冰川流域内呈现出明显的空间和时间差异，可以用于区分不同的径流来源，从而限制模型不确定性。尽管同位素示踪技术在非寒区水文模拟中有广泛应用，但在寒区尤其是冰川流域的应用尚处于初级阶段。 本文采用分布式冰川流域水文模型FLEXG，并结合同位素分馏混合过程，开发了一个稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型FLEXG-iso。该模型在乌鲁木齐河源1号冰川流域的应用旨在更准确地模拟冰川径流和分割，以深入理解寒区水文过程。 研究区位于新疆天山山脉，具有大陆性气候和高寒环境，对气候变化反应敏感。近年来，气温和降水量呈现上升趋势，导致冰川退缩加速。乌鲁木齐河源1号冰川的面积、长度和平衡线高度均有显著变化，冰川融水径流比例高，对整个流域的水文循环影响重大。 模型的构建和应用考虑了冰川地区的特殊条件，如冰川融水的快速汇流过程、冰面湖的存在以及冰川内部结构的变化。这些因素影响着冰川径流的形成和动态，通过同位素示踪技术可以更好地解析这些过程，提高模型的预测精度。 这项研究通过集成稳定同位素技术改进了冰川水文模型，为冰川地区水资源管理和政策制定提供了更为准确的科学依据。未来的工作可能涉及进一步优化模型参数，扩大到其他冰川流域，以及探索气候变化背景下冰川径流的长期变化趋势。