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在韩国，锦川流域受气候变化和人类活动影响，水文状况复杂。研究人员运用 VIC - RRM 模型，重建 1951 - 2020 年锦川 90 米分辨率自然化日流量数据。结果显示流量存在年代际变化，该数据为评估气候变化对流量影响提供参考。
韩国地处东亚季风区，气候复杂多变，且在过去几十年经历了快速的工业化和城市化进程。这一系列变化使得韩国的水资源面临着严峻挑战，尤其是在河流流量方面。锦川作为韩国的主要河流之一，其流量变化不仅影响着周边地区的生态环境，还关系到当地居民的生产生活。然而，由于锦川流域水文监测站点分布不均，且受人类活动干扰严重，现有的流量记录难以准确反映自然状态下的流量变化，这给水资源管理和应对气候变化带来了极大困难。在此背景下，来自韩国浦项科技大学（Pohang University of Science and Technology）和首尔国立大学（Seoul National University）的研究人员开展了一项旨在重建锦川自然化流量数据的研究。该研究成果发表在《Scientific Data》上，对于深入理解锦川的水文变化规律，制定科学合理的水资源管理策略具有重要意义。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是利用可变入渗能力 - 河道路由模型（VIC - River routing model，VIC - RRM），该模型基于超分辨率（小于 100 米）数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM），能够反映自然地形；二是使用 ERA5 - Land 再分析产品中的日总径流和地下径流数据作为模型输入。
研究结果
- 模型性能评估：研究人员通过计算所选 90 个监测站 365 天气候学的时间相关系数（Temporal Correlation Coefficient，TCC）和修正克林 - 古普塔效率（modified Kling - Gupta Efficiency，mKGE）来评估 VIC - RRM 模型的性能。结果显示，VIC - RRM 能较好地再现锦川地区观测到的流量气候学特征，但部分站点受人类活动干扰，模型在这些站点的偏差和变异性误差相对较大。例如，60% 的监测站 TCC 值在 0.6 - 0.8 之间，而 36% 的监测站 mKGE 值在 0.2 - 0.4 之间12。
- 流量长期变化：研究人员将模拟期划分为三个 20 年的时间段（1952 - 1974 年、1975 - 1997 年和 1998 - 2020 年，分别记为 P1970、P1990 和 P2010）进行分析。结果发现，与 P1970 相比，P1990 年所有站点的长期平均流量增加；而在 P2010 年，锦川北部和南部地区的长期平均流量下降，且大部分站点的日流量标准差（STDDEV）变化趋势与长期平均流量变化趋势相关。这表明锦川流量存在年代际变化46。
- 敏感性测试：研究人员对 VIC - RRM 模型中的水流速度参数进行敏感性测试，发现模拟流量对河流速度比对非河流速度更敏感，但所有实验均低估了流量。这表明除了水流速度参数，其他因素如降水数据、径流数据、植被参数和土壤参数等在流量模拟不确定性中起主导作用35。
研究结论与讨论
该研究成功重建了 1951 - 2020 年锦川 90 米分辨率的自然化日流量数据，为评估气候变化对锦川流量的影响提供了物理上一致的参考数据。研究结果揭示了锦川流量的年代际变化以及人类活动对流量模拟的显著影响。尽管 VIC - RRM 模型在模拟自然化流量方面具有一定优势，但仍存在一些局限性，如未能考虑灌溉和水库等人类活动的影响。未来研究需要进一步改进模型，考虑更多实际因素，以提高流量模拟的准确性。同时，本研究也为其他类似流域的水文研究提供了参考，有助于推动水资源管理领域的发展，对于保障地区水资源安全和生态平衡具有重要的现实意义。
