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随着社会经济发展对水资源需求的日益增加，黄河流域水资源供需矛盾愈来愈尖锐，梯级水库联合调度可以有效的解决水资源时空分布不均问题，而气候变化会对流域水资源产生影响，因此研究气候变化条件下，历史和未来时期黄河流域梯级水库效益变化是十分必要的。本文以Delta降尺度方法和VIC水文模型为基础，对未来气候情景下黄河流域水文气象进行预估，并结合梯级水库调度模型，研究变化条件下黄河干流梯级水库效益表现情况。论文的主要研究内容和主要成果包括以下几方面： （1）采用Mann-Kendall法、累积距平法等，对黄河流域降水、气温和径流的变化趋势、突变情况进行分析。研究结果表明：过去50年中，全流域降水表现为不显著递减趋势，并于70年代左右发生突变；流域平均气温呈显著上升趋势；还原径流呈现下降趋势，且在80年代末期发生突变，径流逐渐减少。 （2）基于VIC分布式水文模型，构建本地化数据库，对黄河干流主要水文站点的径流过程进行模拟，验证模型的适用性和可靠性。模拟评价结果表明，VIC分布式水文模型对径流的模拟结果与还原径流总体过程基本一致，相关系数R>0.8、纳什系数Ns>0.7和相对误差Er<15％，均满足要求，证明模型在研究区具有较好的适用性，可用于未来变化条件下的径流模拟。 （3）未来气候条件以全球气候模式情景考虑，基于Delta降尺度方法对黄河流域未来时期（2011-2050年）RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种情景下的降水、最高气温和最低气温进行预估，建立未来气候情景。与历史基准期（1971-2010年）相比，未来40年流域范围内降水增加6.65%-9.56%，最高气温和最低气温呈现增温趋势，升温1.01℃-1.44℃，冬季升温幅度较大。 （4）以未来气候情景资料驱动VIC分布式水文模型，预估未来时期流域各主要站点的径流过程。结果显示，在未来不同情景下，黄河流域源区年平均径流较基准期减少，源区以下各站点径流量增加2.59%-8.70%，但增加的幅度逐渐减少，未来40年流域径流呈下降趋势，各月径流变化呈现出夏季减少而冬季增加的变化形势。 （5）建立黄河干流梯级水库调度模型，并根据不同需水要求，将历史时期和未来时期的径流序列代入模型中进行运算，分析不同气候情景下梯级水库的供水、发电效益的变化情况。研究结果表明，历史时期不同需水条件下，供水量因需水量的增加而提升，但不及需水增加程度，流域缺水率由6.96%增加至12.16%；多年平均发电量和保证出力均随需水的增加而减少，但变化幅度较小。 （6）以未来时期所选的RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种气候情景的径流资料输入黄河干流梯级水库调度模型中运行，得到未来时期流域供水、发电情况。结果表明，在2030远景年需水条件下，流域水资源量和供水量均有所增加，但供水量增加不及水资源量的增加程度，供水能力有所下降；多年平均发电量与历史时期相比变化不大，保证出力有所提高。综合来看，黄河流域缺水的现象并没有因为来水增加而得到明显改善，因此仍然应该加强流域水资源管理和分配，以期实现水资源的更加合理和可持续的利用。