气候变化概况及成因范例6篇

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气候变化概况及成因

气候变化概况及成因范文1

关键词 干旱灾害;农业;影响;山东定陶

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)14-0234-01干旱是一种因长期无雨或少雨造成空气干燥、土壤缺水的气候现象,是干旱、半干旱地区的基本特征。长期大范围的干旱可形成旱灾,使农作物严重缺水,作物根系不能吸收足够的水分以补偿蒸腾作用消耗,致使作物体内水分状况恶化影响正常发育而造成大幅减产,甚至颗粒无收[1]。定陶县位于山东省西南部,地处湖西平原区,属温带季风气候,年降水量季节分配不均,其中60%的降水集中在夏季,秋、冬、春季干旱缺水为当地基本水情,以冬春干旱对农业影响最大。2010年9月下旬至2011年2月底,山东省平均降水量仅有15 mm,较常年偏少80%,全省气象干旱已达特大干旱等级,气象干旱概率达到60年一遇,有232.6万hm2冬小麦受旱,近400座水库干涸,380多条河道断流,3.5万眼机电井出水量明显不足。该文分析了此次干旱灾害成因及对定陶县的影响,并提出科学应对气象灾害的抗旱救灾措施。

1 干旱概况

2010年9月23日至2011年1月12日,定陶县逾120 d未出现有效降雨,气象干旱概率达200年一遇;至1月28日,定陶县所在的菏泽市平均降雨量1 mm,比历年同期偏少99%,连续125 d无有效降雨,农田墒情下降,旱情蔓延;至2月5日,全县共降水14 mm,此常年同期偏少80%,其中2010年12月至2011年2月基本无降水,加上冬季气温偏高,土壤失墒严重,形成冬春连旱。

2 干旱成因分析

2010年入冬后,南方暖湿气流较弱,位置偏南,定陶县所在的山东省一带受上空缺乏偏南暖湿气流影响,大气干燥;尽管冬季冷空气活动频繁,但路径偏北、强度偏弱;这种冷空气偏北、暖气流偏南现象致使山东地区上空少有冷暖空气汇合,无法形成降水;同时,地面上北方气旋影响较多,带来大风天气加剧水分蒸发。分析表明,降水偏少是由2010年7月开始的拉尼娜事件影响,通常拉尼娜事件发生年份的11—12月定陶县及其附近地区降水量偏少概率为80%以上。

3 干旱对农业的影响

3.1 对冬小麦的影响

定陶县常年种植冬小麦4.67万hm2以上,2010年10月以来的持续干旱少雨使全县冬小麦大面积受害。定陶县是干旱严重的地区之一,2010年秋冬期间,冬小麦出现大范围秋冬连旱,由于冬季气温起伏较大,重旱地块冬小麦安全越冬面临严峻考验,受寒旱影响,大部分麦田麦苗枯黄,甚至死苗[2]。这与冬小麦秋播时土壤墒情不足、整地质量不高,且播后无越冬水浇灌等因素直接相关。

3.2 对春播的影响

定陶县2010年秋冬春连旱,由于种植区降水少或无降水,影响适时播种,农民延迟播种,导致播种面积下降;或即使播种,种子难发芽出苗造成返种;使作物生长后期利用土壤水分、养分能力下降,产量降低[3]。

3.3 对病虫害的影响

受干旱及冬季低温天气等影响,定陶县2011年春季多种病虫害发生较晚,整体发生程度较轻。其中,小麦纹枯病、红蜘蛛发生偏重,平均病株率15.1%;白粉病零星发生;小麦蚜虫较常年同期偏低;尺单行虫量发生较重;小麦吸浆虫1.8~76.5头/m2,平均25.2头/m2。2011年春季气象条件适宜灰飞虱发生,为玉米粗缩病、水稻条纹叶枯病和水稻黑条矮缩病提供传毒虫源,可能会导致麦田兼治灰飞虱。

4 农业抗旱救灾措施

4.1 建立预警机制,加强部门联动

面对多年罕见的灾情,气象部门建立健全气象灾害预警机制,与农业、水利等部门联动,积极启动应急预案,充分发挥公共气象服务在抗旱救灾中的作用,对“旱情、苗情、墒情”进行监控,合理调配资源,全面支持抗旱和配合抗旱工作[4]。截至2011年2月28日,全县引入黄河水逾3 500万m3,开挖沟渠41条、逾260 km,出动劳动力逾20万人次,抗旱机械逾4 000套,灌溉麦田48 140 hm2。

4.2 加强农业基础设施建设和生产技术管理

加强定陶县农业水利设施建设,对水库、堰塘、沟渠等进行整修或扩建,以保证旱能灌涝能蓄;加大农业技术抗旱资金投入,设立专门的农业抗旱救灾技术推广小组,宣传推广节水抗旱成功技术。同时,根据定陶县干旱发生规律,引进适宜农业生产的防旱抗旱农业先进种植技术,引进抗旱、耐贫瘠的优良农作物品种,增强当地农业生产的抗灾救灾能力。

5 参考文献

[1] 阿帕尔,叶尔克江,阿斯马.昌吉市气候干旱指标对比分析[J].沙漠与绿洲气象,2009,3(3):22-25.

[2] 成林,刘荣花,申双和,等. 河南省冬小麦干旱规律分析[J].气象与环境科学,2007(4):3.

气候变化概况及成因范文2

关键词:南屯乡 地质灾害 防灾减灾

中图分类号:X43 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(b)-0127-02

2012年7月21日,河北省涞源县遭遇特大罕见暴雨袭击,县内部分乡镇和村庄遭到严重破坏,灾后群众损失惨重。在7.21特大洪灾中,涞源县南屯乡是受灾较为严重的乡镇之一,致使受灾村民无收入来源和栖身之所,基本生存条件丧失,省、市等各部门高度重视。因此研究地质灾害类型特征及成因特征和防治措施,为防灾减灾提供了重要意义。

1 区域概况

1.1 气象水文

该区属暖温带大陆气候,南北气候变化差异较大,四季分明,具有春旱多风,夏季多雨,秋爽冬寒的特点;一月份平均气温最低,为-7.5 ℃,七月份平均气温最高,达23.5 ℃;全年雨量分布不均,降水多集中在7~9月,日最大降水量378.6 mm(2012年),多年平均降水量525.5 mm(1971~2003年)。

该区地处拒马河流域。拒马河发源于县城南旗山脚下,以地下水溢出成泉群形式变为地表水。涞源境内干流长45.65km,流域面积1656 km2。该河为常年基河流,河道为砂卵石河床,槽形比较稳定,河槽宽100~200 m。坡降为1/100~1/170。因季节性强,河流变幅较大。最大年径流量为4.79×108 m3,最小年径流量2.14×108 m3,多年平均径流量2.8×108 m3。调查区内发育有两条沟谷G1、G2。G1和G2为季节性沟谷,旱季干涸,雨季时汇集少量水流,最终流入拒马河。

1.2 地形地貌及地质概况

1.2.1 地形地貌

调查区地处太行山涞源盆地。海拔高程780~1643 m,高差863 m,地势南高北低。调查区以南为山地地形,局部较陡峭,坡度35°~60°。调查区以北为冲洪积缓斜地小区,坡度10°~35°。调查区内分布有沟谷2条,并常见有冲沟。调查区内植被发育有松树、刺槐、荆条,杂草(如表1)。

1.2.2 地质概况

调查区断裂构造以北东向为主,总体走向60°~70°、倾向北西,倾角55°~80°,断裂带宽2~50 m不等,断裂上盘(北西盘)下降,为正断层。

该区出露的地层主要为第四系冲积洪积地层,各地层及岩性由老到新依次为:

太古界振华峪组(Arwtz):黑云斜长片麻岩夹黑云角闪斜长片麻岩,部分地段夹黑云片岩。沟谷坡岸地区解理裂隙发育,破碎严重。

第三系始新统三段(E23):由砾岩夹砂岩或黄紫色、紫红色粘土岩,胶结不紧密,多为半胶结。

第四系下更新统至全更新统(Q1~Q4):由洪积砾石层、粘土层及卵石、砂和黄土组成。

3 现代地质环境演化及地质灾害

3.1 现代地质作用

区内主要有流水、重力、风化和潜蚀等现代地质作用。

(1)流水作用(侧向侵蚀)。

它是区内最重要的现代外力地质作用,包括面状流水剥蚀作用和线状流水侵蚀作用。面状流水剥蚀作用主要出现于沟谷坡地,地面坡度多在0.5°~3°之间,顶部由黄土覆盖,地面流水动能小,水流作用强度小,主要表现为轻微的地面剥蚀,地表成土作用较强。线状流水侵蚀作用广泛分布与区内山坡和沟谷内,流水汇聚于细沟和切沟中,使其不断扩大,形成冲沟。由于洪积粘土和坡积裙黄土、黄土状亚砂土组成,在沟谷坡地,流水侵蚀与搬运作用表现的非常突出,是岸坡地带的主要外力作用。

(2)重力作用。

集中出现于沟谷岸坡的高陡斜坡地带,常与流水侵蚀相伴,特别是流水侧蚀作用较强的岸坡地带,重力崩塌,撒落,错落现象十分明显,形成重力地貌和灾害性地质现象。

(3)风化作用。

该区风化作用主要为物理风化作用。表现于岩石在温度的变化下,表层与内部受热不均,产生膨胀与收缩,长期作用结果使岩石发生崩解破碎。

(4)潜蚀作用。

它是该区地表水和地下水渗流转化中的特殊作用,这种作用起因于区内黄土和河流冲积、洪积、坡积物的特殊性,从而导致区内沟谷坡地各种潜蚀地貌的产生。

3.2 地质灾害类型

(1)水土流失。

有风化和水流侧向侵蚀作用组成了水土流失现象。

该区沟岸谷坡为水土流失的严重危及区,在沟谷坡地最大侵蚀模数可达到1000t/a·km2,水土流失导致调查区的绝大多数地段土地贫瘠,土壤层厚度不足20 cm,局部地段不足10 cm,大部分谷坡地带母质层、植被稀疏、植物种类单一,难以形成有效的地面植被覆盖层。

(2)崩塌(塌岸)。

崩塌现象普遍发生于沟壁岸坡地带,区内塌岸大多为土体岸坡崩塌,少数岩质崩塌,规模普遍较小。由于风化及河流侵蚀而形成的悬崖峭壁顶部张裂隙非常发育,经常发生崩塌,并将大量崩塌物堆积于坡角地带,造成坡脚附近引水渠道被破坏。

(3)泥石流。

区内泥石流为暴雨沟谷型泥石流,规模较小,一般小于2×104 m3/km2。泥石流特征不典型。泥石流的产生是降水的主要作用和地面受暴雨作用的被动作用相互影响结果。暴雨和大暴雨及连续降水是泥石流发生的主因,地面地质条件是重要因素,包括物质涞源、储量、构造节理裂隙发育程度、沟谷坡降、汇水面积、植被覆盖程度、山坡坡度、松散层厚等。

3.3 地质灾害成因分析

(1)地貌因素。

该区地质灾害的形成与地貌演化过程密切相关,水土流失与流水地貌演化共存;崩塌是重力地貌的演化过程;地面塌陷是潜蚀地貌发育的结果。目前,该区地貌演化的主导作用是流水地质作用,其他外力作用均受控于这一作用或受其影响。调查区地势南高北低,以南为山地地形,以北为冲洪积缓斜地小区,由沟谷基本特征表可见沟谷的高差、坡度及比降较大,因此为降水形成的地表径流提供了较大的水力坡度,增加了水的侵蚀和搬运能力,因此形成了广泛的水土流失。大量的水土流失是产生河道泥石流、沟壁岸坡崩塌的主要原因,深切沟谷也为潜蚀地貌的发育提供了空间条件,促使地面塌陷的形成。

(2)气候与植被因素。

该区属暖温带大陆气候,南北气候变化差异较大,四季分明,具有春旱多风,夏季多雨,秋爽冬寒的特点。区内所生长植被主要有松树、刺槐、荆条和杂草,这些植被因季节更替,固土及附土能力会逐渐变弱,使水土流失加快作用。

(3)地层岩性因素。

该区的地层大多为松散地层,区内粘土地层物质的内聚力和抗蚀能力与黄土区相类似,即抗蚀能力差,为侵蚀作用提供了有利条件,粘土地层干燥时硬度大,遇水后易分解离散、随水流失。该区的地层岩性为水土流失与潜蚀作用提供了客观条件。

(4)人为因素。

人类工程活动是诱发地质灾害的一个重要因素,①部分采矿及选矿场破坏地形地貌,改变了地表水径流方向。②由气候与植被可见,该区的生态环境脆弱。而长期以来,人们对土地的广泛耕种、过度放牧及对林木和灌草丛的砍伐更加剧了其环境恶化的进程。

4 地质灾害防治措施

本区地质灾害防治应针对不同的地质环境问题和地质灾害类型,因地制宜地采取不同的防治措施。

4.1 水土流失的防治措施

对水土流失的防治,应遵循预防和治理相结合,以预防为主的原则,该区大多地段为地面坡度较大的沟谷分布区,且土地贫瘠。

该区水土流失的防治应采取以下方式:一是采取生物和工程措施并举的方式,通过植树造林、草灌结合,种植抗旱保水的植物,用强大的根系固土保水,与坡地梯田、鱼鳞坑及其他小流域治理工程相结合,将会取得良好的效果;二是采取退耕、封育、禁牧等措施;在该区不易耕作的荒坡地带采取封育、禁牧等措施;在不易耕作的非基本农田地带,实行彻底的退耕还林还草。对已退耕的林、灌、草地区,应严防乱砍滥伐,促进生态环境的自然修复,增加植被覆盖度,以加快水土流失治理进程;三是对区内农业经营方式进行系统调整,宜农则农、宜林则林、宜牧则木,科学引导和区别对待沟谷坡地、坡麓沟底等不同地貌部位的农、林、牧业经营方式,推广先进、适用的种植和经营技术,加强生态环境建设和农业系统改造,合理开发利用区内自然资源,使资源开发和生态保护实现良性循环。

4.2 崩塌防治措施

该区发生的沟壁岸坡崩塌主要是由于沟谷流水的侧向侵蚀作用导致悬崖峭壁的形成,进而有重力作用形成。

针对当地实际情况,其防治措施宜采用修筑拦挡工程,对于区内的土体岸坡崩塌,由于其规模较小,可修筑拦挡构筑物,拦截崩塌体造成的危害,以建立落石槽、拦石堤或拦石墙为宜。对于重点剖面,在危岩下部的斜坡地带,修建拦石堤兼挡土墙,既可拦截上方危岩塌落,又可保护堆积层斜坡的相对稳定性,对危岩下部的剖面起到保护作用。此外,应建立破顶排水防渗系统,在保护区剖面分布区的土体岸坡顶部,修建地表排水系统,拦截汇集降雨产生的径流,并利用排水沟将地表径流排除坡外。

4.3 泥石流的防治措施

气候变化概况及成因范文3

关键词:降雨特征;变化趋势;暴雨;径流;渭河

中图分类号:P426 文献标识码:A 文章编号:1672-1683(2017)02-0029-08

受全球气候变化影响,极端强降水事件频发,城市化进程的加快,进一步加剧了降水时空分布不均和局部强降水事件的发生。如何对降水和径流等气象水文要素变化特征进行科学识别,并对其变化成因进行分析对于区域水资源管理具有重要意义。国内外诸多学者对不同尺度降水特征进行研究并取得许多有益的成果。姚惠明利用动态泰森多边形模型计算并分析1951年-2006年中国降水演变趋势,从全国尺度和区域尺度研究降水量时空间分布,并对不同时段降水量震荡周期、演变与突变趋势进行分析。冯强等研究了我国降雨的时空分布特征以及与降水相关的暴雨洪涝灾害变化特征。张建云等研究发现北方地区近几年降水量有所增加,然而仍低于多年平均值。王小玲等基于506个测站逐日降水资料分析我国8个区域年降水量、平均降水强度和年降水频率的变化趋势,研究发现:年降水量、平均降水强度和年降水频率存在显著的区域变化特征。姜仁贵等采用线性和非线性小波分析对Alberta省降水特征进行分析,并对降水时空分布成因进行剖析。张皓,束美珍等分析了华北地区、海河流域降水量时空变化特征,发现年均降水量呈由东南向西北逐渐减少的趋势。多位学者从应对气候变化、灾害风险管理等角度分析流域降水的变化趋势。

渭河是黄河最大支流,是陕西人民的母亲河、生命河,渭河流域水文要素变化受到国内学者广泛关注。新世纪以来,渭河发生了“03.8”、“05.10”、“11.9”等洪水,造成巨大损失。2010年,陕西省委、省政府站在全省经济社会发展战略高度,提出了全线整治渭河的科学决策。根据《陕西省渭河全线整治规划及实施方案》,计划用五年时间通过加宽堤防、疏浚河道、整治河滩、水量调度、绿化治污、开发利用,实现渭河“洪畅、堤固、水清、岸绿、景美”的目标。本文以陕西渭河流域12个雨量站和渭河下游华县水文站为研究对象,采用趋势分析、突变检测等方法,分析渭河降水变化特征,并探讨径流变化与影响因素之间联系,分析变化成因,以期为合理开发利用渭河流域水资源,促进流域经济社会可持续发展提供参考。

1资料及方法

1.1研究区概况

渭河全长8 18 km,流域总面积1 3 48万km2,位于34°-38°N和104°-110°E之间。流域发源于甘肃省渭源县鸟鼠山,由西向东横贯甘肃东部,在陕西省宝鸡县凤阁岭乡附近进入陕西境内。研究区概况及文中所采用的雨量站、水文站见图1。

1.2数据来源

采用1961-2013年共53年陕西渭河流域12个典型气象站点逐日降水资料进行分析,站点名称如图1所示。数据来源于中国气象科学数据共享服务网。对于少部分缺测数据,采用邻近站点进行插补。选取渭河下游干流控制站华县站,分析径流变化趋势。径流数据来源于陕西省水文年鉴,径流时间序列截至2010年。

四季时段按气象部门的标准划分,即春季3月-5月,夏季6月-8月,秋季9月-11月,冬季12月-次年2月。采用固定临界值进行不同量级降水日数的划分。按照我国雨量等级划分标准,定义:小雨(0~9.9 mm/d)、中雨(10~24.9 mm/d)、大雨(25~49.9 mm/d)、暴雨(≥50mm/d);定义:日降水量≥50mm为一个暴雨日,暴雨量/暴雨日数为暴雨强度,年暴雨量占年总降水量百分比为暴雨贡献率。

1.3分析方法

借鉴当前国内外主要水气象变化趋势分析方法,结合渭河流域降雨和径流时序特点,本文采用滑动平均法、累积距平、线性倾向估计法分析雨量站、水文站降水和径流变化特征;采用滑t检验,有序聚类,双累积曲线法分析其突变性。

2结果与分析

2.1降水变化趋势

2.1.1降水量年际变化特征

陕西渭河流域1961年-2013年均降水量变化趋势见图2。年均降水量为624 8 mm,整体呈减少趋势,年均降水量以13 2 mm/(10a)的速率减少。该区域年均降水量年际变化大,最大值出现在1964年,为880.1 mm,最小值出现在1997年,为376.1mm,两者相差504 mm。

从图2可以看出,1961-70年代初,降水量呈缓慢下降趋势;70年代初-80年代中期,降水量呈波动增加趋势;80年代末-90年代末,降水量呈大幅波动下降趋势;90年代末-2013年降水量呈上升趋势。流域年均降水量最大值为平均值的1.6倍,为最小值2.9倍,这些说明降水量年际变化幅度大。各站降水均呈现减少趋势,降水量以3 5~45mm/(10a)的速率减少。华山站减少幅度最大,为45mm/(10a);秦都站减少幅度最小,为3.5 mm/(10a)。

2.1.2降水量年代变化特征

按不同年代分别计算各站降水量,结果见表1。

各站降水量变化和渭河年均降水量变化呈现一致性,20世纪60年代各站降水大于多年平均值;20世纪70年代呈现减少趋势、接均值;20世纪80年代降水有所增加;但是20世纪90年代以来降水明显减少,和20世纪世纪60年代相比,减少幅度将近50%;新世纪以来,降水接近或者略高与多年平均值。各站20世纪90年代平均降水量占20世纪60年代的45%~63%;占多年平均值的48%~76%。特别是东部华县站20世纪90年代平均降水量为279.8 mm,不及60年618.6 mm的一半,也不及多年平均值的一半。刘梅等研究发现渭河全流域降水量呈减少趋势,空间上华山的减少最为显著,和本文分析结果相同。

进入新世纪,各站降水量有所增加,降水量和90年代相比增加了30%~99%,平均增加了73%。研究区北部的耀县站增加90%,华县站增加了近一倍。大部分站降水量接近多年平均值,部分站略大于多年平均值。

2.2降水量的年内分布

陕西渭河流域1961年-2013年降水年内变化见图3。图3表明1961-2013年研究区降水的年内分布很不均匀,1月、2月、3月,11月,12月的百分比为1%~4%,4月、5月、10月的百分比为5%~10%,6月、7月、8月,9月的百分比为10%~20%。降水主要分布在7、8月,其次为9月、6月,分别占到19.5%,17.3%,16.9%,10.4%。

6月份降水量最大的为武功站1961年364.2mm,占全年降水1 118.3 mm的31%;7月份降水量最大的为武功站2007年446.87 mm,占全年降水1 222.6 mm的365%;8月份降水量最大的为太白站1981年509.6 mm,占全年降水1 197.0 mm的42.6%;9月份降水量最大的为武功站1984年397.0 mm,占全年降水1100.4 mm的41.29%;10月份降水量最大的为华山站1983年208.6 mm,占全年降水1100.4 mm的18.8%。

2.3降水量的季节变化特征

陕西渭河流域降水季节分布见图4,研究区降水季节差异大。春、夏、秋、冬四季降水分别占全年降水的20.8%、46.3%、20. 3%和3.6%,降水主要集中于夏季,占全年降水的近一半。春季降水占年降水百分比在2.6~46.8%;其中,吴旗站1998年春季降水241.3 mm,占年降水526.7 mm的46 8%,为最大比例;洛川站1961年春季降水15.5mm,占年降水602.3 mm的2.3%,为最小比例。夏季降水占全年降水百分比在13.3~83 8%;其中,吴旗站1995年夏季降水353.5 mm,占全年降水421.8 mm的93.8%,樽畲蟊壤;永寿站1974年夏季降水80.6 mm,占年降水605.5 mm的13.3%,为最小比例。秋季降水占年降水百分比在6.2~67.4%;其中,吴旗站2008年秋季降水239.5 mm,占年降水355.2 mm的67 4%,为最大比例;华山站1998年秋季降水53.1 mm,占全年降水85.07 mm的6.2%,为最小比例。冬季降水占年降水量百分比小于15.5%;其中,华县站1997年冬季降水43.3 mm,占年降水279.8 mm的15.5%,为最大比例;吴旗站1992年、1999年冬季降水都小于1 mm,秦都站1992、1999年冬季降水为1.2 mm、0.2 mm,华县在1999年冬季连续三月未降水。

陕西渭河流域各季节降水变化趋势见表2。从季节降水量变化趋势看,春季和秋季降水呈减少趋势。春季降水减少倾向率为4.8~18.6 mm/(10a),华山站降水呈减少趋势最为突出为18 6mm/(10a)。秋季降水减少倾向率为1.4~19.7mm/(10a),洛川、太白、永寿、武功、华山、秦都等减少倾向率为都大于10 mm/(10 a)。夏季降水,除蒲城、华山、华县、太白略有减少外,其余地方呈增加趋势;降水增加倾向率分别为1.4~14.7/(10a)。冬季降水,除吴旗、武功、华山三站呈现水平趋势外,其余地方呈微弱增加趋势,增加倾向率为0.3~1.8/(10a)。由降水量的季节变化可知,陕西渭河流域近年的降水量减少主要是以春季和秋季的显著减少为主,部分测站夏季、冬季降水有微弱增加趋势。来文立研究发现渭河流域夏、冬两季降水量变化趋势不明显。

2.4降水日数趋势分析

2.4.1降水日数分析

1961-2013年研究区域所有站点年降水日数在59-178 d之间;平均为86 d。降水日最多的是1964年武功站,日数为178 d;最少的是1995年吴旗站,日数为59d。小雨日数49-140 d之间,占总日数的64 1~95.9%,平均为80.6%./J、雨日数最少的是1995年华县站、2013年洛川站49 d;日数最多的是1964年陇县站140 d。中雨日数3~27 d,占总日数的2.7%~78.1%,平均14.0%;最少的是1968年吴旗站2 d;最多的是1983年武功站、1961太白站,均为30 d。年大雨日数小于20 d,占总日数的11.5%以下,平均为4.6%;日数最多的是1984年武功站,1964、1974、1984年华山站均出现13 d的大雨天气。年暴雨日数小于6 d;占总日数4.4%以下,平均为0.8%;暴雨日数最多的是2011年太白站6 d。

1961年以来陕西渭河流域降水日数均呈现减少趋势,变化趋势见表3。

各站的年降雨日数均呈现明显下降趋势,减少倾向率为11~29 d/(50a);降水日数减少最为明显的是武功、华山。小雨日数均呈现减少趋势,减少倾向率为11~26 d/(50a)。除陇县外,中雨日数呈现减少趋势,减少倾向率为1~5 d/(50a)。大雨日数和暴雨日数变化不明显。各站总降水日数减少趋势和和小雨日数减少趋势基本一致。

2.4.2降雨日数和年降水量关系

陕西渭河流域年平均大雨日数和年均降水量相关分析见图5。在所有降雨日里,小雨日数占总降雨日数为80.6%左右;中雨日数占总降雨日数的14.0%左右。尽管小雨日数、中雨日数所占比例较大;但是通过对陕西渭河流域降水日数与年平均降水量进行相关分析发现,研究区平均大雨日数与年平均降水量存在显著正相关关系,相关系数为0.85。年平均降水量越大,年大雨日数出现频次愈高;大雨出现日数是影响年降水量的多少的重要因素。

2.4.3暴雨分析

研究区暴雨在4月-10月份都有发生。暴雨常出现在5月-9月,集中出现在主汛期(7月-8月)。汛期(6月-9月)暴雨日数占全年暴雨日数的92%,主汛期暴雨日数占全年暴雨日数的67%。

(1)暴雨初日和暴雨终日。

若年度中仅出现一次暴雨,则暴雨初日和暴雨终日为同一天。暴雨初日最早出现在陇县站2002年4月4日,日降水量53.8 mm。暴雨终日最晚出现华山站1957年在10月27日,日降水量50.8 mm。

(2)暴雨强度。

1961年-2013年研究区平均暴雨强度为68mm/d,各站的平均暴雨强度在64 d~73 mm/d之间。太白站平均暴雨强度最小为64.7 mm/d;陇县站平均暴雨强度最大为73.0 mm/d。结果表明:各站近年暴雨强度呈一定的特征,研究区的西部和北部,暴雨强度呈现增大趋势;研究区的东部和南部,暴雨强度呈现微弱减小趋势;特别是研究区西部的陇县站暴雨强度增大尤其明显。

(3)暴雨贡献率。

在1961年-2013年出现暴雨事件中,暴雨贡献率在5.5%~54.8%之间;平均为15%。2008年陇县站的暴雨贡献率最大为54.8%;1968年华山站的暴雨贡献率最小为5.5%。在所有暴雨事件中,除耀县站外,均发生过大暴雨事件。年最大日降水量为陇县站2010年7月23日,日降水量214.6mm;武功站2002年6月9日,日降水量203.3 mm。

2.5降水周期分析

采用小波方法对渭河流域各雨量站年降雨量周期进行分析,以凤翔和洛川两个测站为例,见图6。结果表明:不同测站呈现出不同的周期,根据周期的显著性状况,可以将这些测站分为两类。第一类有较为显著周期性特征测站,包括:凤翔、武功、华县、秦都、蒲城、耀县、永寿和太白8个测站有较为显著的周期性(图略),但是不同测站周期存在较大差异。以凤翔站为例,在1975年-1990年期间,发现显著(图6(a)中黑色范围内)的1~2a和8a左右的周期振荡,而在其余时期周期性不明显。第二类没有表现出显著周期性特征测站,包括:洛川、华山、陇县和吴旗4个测站(图略),以洛川为例,从图6(b)中可以发现,在整个研究期内,都未表现出显著的周期性。

2.6渭河华县站径流变化

2.6.1华县站年径流年代变化

华县站1935年-2010年径流量的变化特征及趋势7(a)所示,呈减少趋势。1935年-2010年,华县站多年平均年径流量为73.85亿m3。70多年间,径流量的年际变化差异较大,大于平均值年数和小于平均值年数分别为35年和41年。年径流量最大值为1964年187.6亿m3,最小值为1997年16.83亿m3。最大值为平均值的2.54倍,为最小值的11.15倍。图7(b)为陕西渭河华县站年径流量累积距平曲线。华县站年径流量1935年至20世纪60年代末均为径流量偏丰年代,其中1964年达187.6亿m3,为最大值,比平均值多11 3.75亿m3。20世纪70年代初期至20世纪80年代中期,年径流量略小于平均值。20世纪80年代中期至2010年,径流量呈现下降趋势。21世纪以来,除了2003年径流量为93.39亿m3,外,其余年份,径流量均低于平均值。华县站径流量年代平均值如7(a)所示。1935年-1970年,平均年径流量约为93.37亿m3;1971年-1985年,平均年径流量约为70.56亿m3;1986年-2010年,平均年径流量约为47.72亿m3。

3.6.2华县站年径流突变分析

图8(a)中为华县站滑动t统计量曲线。n=76n1=n2=8给定显著性水平α=0.01,α=0.001,按照t的分布自由度,v=14,t0.01=±2.98;t0.001=±4.14。从1951年以来,t的统计量有4次超过0.01显著性水平,有一处极大值,1990年。t的统计量在1990年-1993年超过0.01显著性水平,但没有通过0.001显著性水平检验。表明华县站年径流量自20世纪30年代以来,出现了两次明显的突变。20世纪30年代至20世纪60年代末,年径流量呈现增加趋势;20世纪70年代有减少的,1980年以来有所增加;20世纪90年代年径流量经历了一次增加到减少的转变。华县站的年径流量序列离差平方和Sn(τ)曲线如图8(b)所示。华县站1935年-2010年的离差平方和Sn(τ)曲线在1968年出现最低,并且在1985年和1990年出现极小值。

华县站年径流量和平均降水量的双累积曲线如图9所示,其中降水和径流数据采用1961年-2010年。渭河降水量最多生在20世纪60年代,20世纪70年代以来,华县站径流量呈现减少趋势,尤其是20世纪90年代以来,减少趋势显著。降水量的变化与径流变化的趋势吻合。综合分析,渭河华县站径流量的突变点出现在20世纪70年代初和20世纪90年代初,大约在1968年一1970年、1985年-1991年。肖洁采用曼肯德尔法、R/S法及有序聚类分析法对渭河干流径流变化趋势进行了分析,得到华县站径流量的突变点为1969年和1991年,和本文计算结果一致。

渭河流域径流变化主要由气候变化和人类活动引起。气候变化对径流的影响主要表现为降水减少和潜在蒸散的增加。降雨量偏少是造成渭河干流径流量减少的主要原因。人类活动对流域径流的影响主要表现为20世纪70年代以后流域内大规模的水利工程、水土保持措施和工农业用水的增加,国民经济发展耗水量的明显增加,水土保持用水量的增加,城镇化的不断推进。冯家山,石头河,宝鸡峡,金盆水库等水利工程改变了天然径流原有节律,致使渭河径流特征发生了变异,客观上减少了径流量。工程措施和工农业耗水量不断上升,人类活动对渭河径流的影响越来越剧烈,导致径流量不断减少。

3结论

在全球气候变暖背景下,本文分析了陕西渭河流域1961年-2013年降水和径流分布特征,得到以下主要结论。

(1)陕西渭河流域1961年-2013年的年均降水量为624.8 mm,降水整体呈减少趋势,以13.2mm/(10 a)的速率减少。该流域降水年际变化大;20世纪70年代初-20世纪80年代中期,年平均降水量呈波动增加趋势;20世纪80年代末-20世纪90年代后末,降水呈大幅波动下降趋势;20世纪90年代后期-2013年,平均降水呈上升趋势。

(2)陕西渭河流域降水量的年内分布很不均匀。降水主要分布在7、8月,其次为9、6月,其月平均百分比分别为19.5%,17.3%,16.9%,10.4%。春季和秋季降水量呈减少趋势;夏季和冬季降水量微弱呈增加趋势;近年的降水量减少主要是以春季和秋季的显著减少为特点。

气候变化概况及成因范文4

一、研究区概况

湿地是地球上具有多功能的独特生态系统,对于全球元素循环及平衡产生极为重要的影响,全球变化围绕陆地-人类-环境系统变率和变化因素,对自然生态系统服务的影响以及系统脆弱性、恢复力和适应性机制来开展工作(白军红. 2003; 刘兴土. 2007;于贵瑞等.2013)。土地是各种陆地生态系统的载体,土地利用是人类生存与发展不可缺少的活动,土地利用变化以及由此导致的土地覆盖格局的改变,既改变了生态系统的结构,使生物多样性损失、生态系统生产力下降,又导致生态系统功能的改变,对维持生态系统服务功能起着决定性作用。

鄱阳湖区(图1)是动态变化的统一体,也是一个多类型、开放型湿地系统组成的自然-经济-社会的复合体,发育了独特的湖泊草洲湿地生态系统(周文斌,万金保. 2012.)。受区域经济的迅速发展和长江上游水利工程、水资源开发、农业发展等影响,鄱阳湖出现了湿地萎缩、植被退化、生物多样性降低、水资源季节性短缺、江湖调蓄能力大幅度降低等问题(胡振鹏. 2010;鄢帮有等.2010)。从20世纪80年代开始实施的“三江湖工程”集中于生态恢复和减贫,1998年特大洪灾后,国家在鄱阳湖区开始实施了“退田还湖”工程等增强生态系统服务功能的湿地恢复政策(姜鲁光. 2010),使鄱阳湖区土地利用格局发生明显变化。

二、研究方法

通过文献查阅,围绕鄱阳湖区“三围”现象土地利用的相关数据,基本包括“围湖造田、围湖造城、围湖造地”的基本分布资料,如“围湖造田”与“退田还湖”的时间、面积等数据;以及“围湖造田、围湖造城、围湖造地”对湖泊、湿地功能影响的相关数据(黄海高程)等。数据提取标准一致,数据提取后利用Excel、ArcGIS等软件进行处理与分析。并通过对湖区居民发放问卷的方式实地了解“三围”现象,进而分析“三围”现象土地利用政策变化及生态环境效应的成因和驱动力。

三、结果与分析

(一)近年来鄱阳湖水文变化明显

20世纪80年代之后,鄱阳湖过度围垦造成的危害逐渐被人们所意识,围湖造田得到禁止。在1998年鄱阳湖出现特大洪水之后,国家提出“整治河道、退耕还林、退田还湖、平垸行洪”十六字方针,在鄱阳湖区实行退田还湖政策,目的是增加鄱阳湖的蓄洪容积,提高湖泊调蓄洪水的能力,通过扩大天然湿地面积,部分恢复湖区天然调蓄气候、净化水质、分淤泥砂等方面的功能。

然而,受长江三峡工程运行和鄱阳湖河道采砂等人类活动与全球气候变化等因素的影响,近年来鄱阳湖出现持续性低水位现象(表1),据鄱阳湖星子站水位实测资料表明:2003年以来,鄱阳湖枯水位连创新低,枯水期不断延长,2006年星子站10m以下水位出现时间较正常年提前75天,有65天实测水位低于历史同期最低水位。2005、2006、2007年星子站低于12m以下水位的天数分别为220、260、270天。与鄱阳湖流域特大干旱年1963年、1978年相比,2005年来水属平水年。但星子站出现低于9m枯水位的持续天数比1963年还长;同样2006年来水属偏枯年份,但出现低于10m枯水位的持续时间长达94天,比1963年、1978年10m枯水位持续的时间延长数倍。

退田还湖政策实施后国家并没出台与退田还湖紧密相关的政策。随着退田还湖工程的验收完毕,退田还湖政策的实施暂告一段落,其政策影响也有弱化的趋势。2000年以来,随着退田还湖、退耕还林还草等一系列生态工程的实施,我国部分地区耕地面积减少,粮食安全问题再次受到决策部门的关注。2003年10月国务院决定实行最严格的耕地保护制度,保证粮食安全。2004年与2005年“两个一号”文件都强调农业发展、粮食生产与耕地保护的重要性,从政策上保障农民种田的积极性。

(二)近年来湖区低枯水位诱使“三围”现象频发

近年来,由于长江三峡蓄水工程影响,鄱阳湖出现了持续低枯水位、沿湖地区掀起了围湖造田、围湖造城、围湖造地的(表1、图2)。

(三)鄱阳湖湿地生态系统服务功能变化驱动因素分析

驱动力是直接或间接地导致生态系统发生变化的任何自然因素或人为因素。直接驱动力对生态系统过程具有明确的影响,因而可以根据不同的精确程度对它进行识别和测度。间接驱动力的作用比较广泛,常常是通过对一个或者多个直接驱动力的改变而起作用,因而间接驱动力的影响可以通过了解它对直接驱动力的作用而得以确定(方春明,曹文萍等.2012)。从生态系统的角度考虑,鄱阳湖湿地生态功能变化主要受湿地空间格局、水质水量、生物多样性、社会经济等因素的影响,其驱动力分析如表3。

此处驱动力因素主要考虑了负向驱动力。由表3可知,自然因素中气候变化导致的植被、水量的变化是造成生态系统功能变化的主要因素;人为因素中粮食生产、养殖业、旅游开发等社会经济活动是造成生态系统功能变化的主要因素。其中,人为因素是主因。这又集中表现在鄱阳湖湿地作为一种公共资源所遭受的“公地悲剧”,主要表现在对湖区资源利用上的无节制、管理的混乱、权利和义务不对等、利益分配不公等。

(四)建国以来鄱阳湖区土地利用政策演变

全球变化和人类活动导致生态系统的结构、功能呈现不同程度退化(Bao KS et al,2011; Wang Y et al. 2012.)。国内对湿地恢复工作在最近十年才得到重视,针对主要探讨恢复效果评估、芦苇湿地恢复、湿地恢复位置选择、江湖联通关系、生物多样性、生态系统服务的潜在价值和当前价值。

围绕着鄱阳湖流域的科学问题,很多学者从湿地景观结构、植被生态系统类型、候鸟生境、栖息地与水位关系、三峡工程对水鸟栖息地影响、生态系统服务竞争与协同、退田还湖生态补偿、湿地恢复进行了研究。1998年洪水过后,鄱阳湖区实施了“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”战略(表2),环鄱阳湖土地利用结构发生了明显变化。2007年,科技部立项支持《鄱阳湖生态保护与资源利用研究》,对鄱阳湖湿地保护进行恢复示范,近年来已经恢复鄱阳湖自然湿地3.5万亩,鄱阳湖退化湿地恢复工程已取得显著效果,而围绕恢复前后湿地生态过程的变化也开展了一些工作。龙鑫等(龙鑫等. 2012.)研究了洪涝灾害对鄱阳湖生态系统服务的影响,姜鲁光等(2010.)研究了湿地恢复的替代或折中方案、评价湿地营养保持功能价值、不同退田还湖政策驱动与土地利用变化关系。鄱阳湖区人口密集、人地矛盾非常突出,为解决人地矛盾,鄱阳湖围垦成为一种扩大耕地面积的重要途径,同时近年来鄱阳湖沿湖地区在鄱阳湖低枯水位时,大力发展工业化、城市化,盲目侵占天然湖泊,使鄱阳湖生态服务功能降低(表4)。

20世纪90年代,叶笃正提出全球气候变化的适应问题,并指出要规范人类自身的行为,最大限度地减小全球气候变化的不利影响 (叶笃正,吕建华.2000.)。继全球变化基础研究之后,适应性研究将成为一个独立的重大问题。鄱阳湖近年来出现的持续低枯水位、围垦天然湿地用于农业生产就是农户个体适应全球变化的例子,目前很少研究居民态度对鄱阳湖围垦、政策响应和生态系统服务功能的响应机制,对鄱阳湖出现的“三围”现象的原因、机制等方面的研究尚显缺乏,这无疑制约了鄱阳湖的保护效果。

五、讨论

回顾鄱阳湖区土地利用政策变化(表4),不难看出,人们对于湖泊湿地的生态系统服务功能的认识在逐渐深入,特别是在1998年洪水发生以后,众多学者开始更加关注退田还湖对鄱阳湖洪水调控能力的研究(闵骞等,2006)。显然,“围湖造田、围湖造城、围湖造地”三围会导致鄱阳湖的生态体统服务功能减弱和野生动物栖息地的丧失(表3、表4)。然而,由于长江三峡蓄水工程影响,鄱阳湖出现了持续低枯水位、沿湖地区掀起了围湖造田、围湖造城、围湖造地的(表2、图2)。

此外,由于鄱阳湖区是长江中游退田还湖面积最大、退田还湖模式最为典型的地区。退田还湖工程实施后,也出现了部分农民失去了耕地、就地就业难、当地居民对自然资源的依赖性很强等问题,农民适应土地利用结构调整能力依然薄弱。加上粮食安全再次受到关注,因此出现了天然湿地被围垦的现象,沿湖地方政府为了城市发展,大力推进围湖造城,导致退田还湖地区生态系统服务功能降低。

气候变化概况及成因范文5

关键词:黄河源头断流 巡测调查 成因 区别

Abstract: in 1999, a source of breaking news about the Yellow River without walking, then the lower reaches of the Yellow River for several consecutive years flow problems caused bythe state attaches great importance to the headwaters of the Yellow River, now also appeared to flow, people not only to askthe Yellow River upstream and downstream are dried up the"Mother River" how? I want to through some experience and thewhat one sees and hears himself the upper reaches of the Yellow River, appear to flow are briefly introduced and analyzed.

Keywords: the Yellow River source flow survey survey geneticdifference

中图分类号:P618.130.1文献标识码:A文章编号:

1999年一条关于黄河源头断流的消息不经而走,并且经新华社内参形式报至水利部及中央有关领导,当时就黄河下游连续几年断流问题引起了国家高度重视,如今黄河源头也出现了断流,人们不仅要问黄河上下游均出现断流“母亲河”怎么了﹖对此问题笔者想通过自己的一些经历和所见所闻,对黄河上游出现断流的情况作简要介绍和初步分析,同时谈谈自己的一些看法。

1、黄河源头地区自然地理

1.1地理地貌

黄河沿断面以上流域是黄河的源头地区,地势自西北向东南倾斜,海拔大部分在4500~5000m之间,地形起伏不大,相对平坦,高差500~1000m,西北高,东南低,山间有平坦地、沙漠地、沼泽地。大地构造单元属巴颜喀拉褶皱带,构造线均作西北至东南走向,地貌轮廓明显受构造控制。源头地区占优势的地貌类型是宽谷和河湖盆地,它们多为断陷作用所形成。在海拔4500m以上多为石质山地,表面为黑灰色盖土、黑坨土、沙壤土与沙质覆盖,一般厚度为50mm,最厚达1m以上;流域内湖泊星罗棋布,最具代表性的湖泊有鄂陵湖、扎陵湖、龙日阿错湖、星星海等。

1.2气候概况

源头地区属高寒草原气候,一年之中无四季之分,只有冷暖之别,而通常又把冷暖两季分别称为冬季和夏季。冬季漫长而严寒,干燥多大风,夏季短促而温凉,多雨,全年无绝对无霜期.大风日数多,从11月至次年4月最为频繁。大风的年际变化大,据玛多县气象站资料最多的1966年达110天,最大风速34m/s。年均降水量303.9mm,但年际变化大,最多的年份434.8mm,最少的年份184.0mm。历年平均蒸发量760.4mm.

1.3扎陵湖与鄂陵湖

扎陵湖呈不对称的菱形,东西长,南北窄,鄂陵湖与扎陵湖由一天然堤相隔,形似蝴蝶。东西长35km,南北宽21.6km,面积526.1 km2,平均水深8.9m,蓄水量达46.7×108m3。湖的东北部较深,最大水深13.1m;西部较浅,水深一般只有1~2m,最浅处只有几十厘米。扎陵湖湖心偏南是黄河的主流线,看上去,仿佛是一条宽宽的乳黄色的带子,将湖面分成两半,其中一半清澈碧绿,另一半微微发白,所以叫“白色的长湖”。

黄河在扎陵湖经过一番回旋之后,在巴颜郎玛山南面,进入一条300多米宽的很长的河谷,河宽一般在26~42m之间,水深在0.5~1.4m之间,河道长25.4 km,散乱地穿过峡谷,流入鄂陵湖。鄂陵湖位于扎陵湖之东。鄂陵湖与扎陵湖的形状恰好相反,鄂陵湖东西窄、南北长,犹如一个很大的宝葫芦。湖的面积为628 km2,比扎陵湖大100 km2,平均水深17.6m,最深可达30多米,蓄水量为107×108m3,相当于扎陵湖的一倍多。

2、鄂陵湖、黄河沿水文站

黄河源头地区最早设立的水文站是黄河沿水文站,最上面的是设于鄂陵湖出口的鄂陵湖水文站,源头地区水文水资源的分析研究基本都是基于这两个水文站水文资料(见附表)。

3、黄河源头的巡测、调查和断流情况

由于扎陵湖、鄂陵湖两湖间没有设立水文观测,且气候严酷,人迹罕至,所以以前没有人发现和报道过断流的现象,1999年5月我们听到两湖间断流的消息,及时向黄河水利委员会上游水文水资源局、西宁水文勘测局进行了汇报,并在时任上游水文

局局长张逊业、西宁勘测局局长喇吉忠带领下,对两湖间水文进行了巡测和调查,巡测的结果是:1998年10月20日至99年6月3日黄河在扎陵湖、鄂陵湖中间出现断流,且断流时间长达半年多,扎陵湖出水口至鄂陵湖入水口的黄河河段,出水口流量只有0.001 m3/s,距出水口约7km以下发生断流,河床完露的河段长达8km,而后距扎陵湖口15km处支流勒那曲注入黄河后,河道才恢复过流,流量仅为0.006 m3/s;我们向当地年长牧民进行了调查和询问,据他们反映他们经历过多次的两湖间断流现象,断流的年份大体统一,断流时间的长短叙述不尽一致,其断流的年份与黄河沿断面出现断流年份基本吻合,有些年份黄河沿断面流量很小,是枯水年份,扎陵湖、鄂陵湖两湖间同样发生了断流现象;根据黄河沿水文站水文资料,黄河沿水文站1962年12月、1979年12月均发生了断流现象,而且发生断流的月份大多在12、1、2这三个月内;千湖之县”之美称,有大小湖泊4077个,现已有2千多个湖泊干枯。

4、造成黄河断流的主要原因

4.1黄河源头玛多县各河的天然径流量以降水补给为主,由于连年持续干旱,水量补给减少,湖面蒸发量大,根据黄河沿水文站资料,多年平均降水量312mm, 多年平均蒸发量760.4mm,源区湖泊面积按1500km2计算,每年损耗水量约1.14×109m3,为黄河沿水文站年径流量7.35×108m3的1.8倍,地表径流60.8%被蒸发。

4.2草场退化、沙化严重,草原的水源涵养功能下降,导致源头区域内的泉眼干枯。

4.3分布在源头的湖泊出现萎缩,碱化、盐湖化甚至干涸,一些湖泊由外流湖变成内流湖,玛多县素有“

5、黄河上下游出现断流的共同点与区别

5.1黄河上下游出现断流,其中一个原因是受到全球气候变化和黄河流域年径流丰、平、枯周期变化的影响。

5.2黄河源头断流主要是自然因素导致的结果,受人类活动影响相对较小;下游断流除自然因素影响外,受人类活动影响相对较大,比如水利设施和工程的大量增加,工农业的快速发展需水量增加和水量的浪费等等。

5.3湖面蒸发是源头地区水资源的主要消耗项;工农业生产及生活用水是黄河下游地区水资源的主要消耗项。

5.4黄河上游自二十世纪九十年代年开始进入相应平水期,加上青海省多年的人工增雨活动,放牧形式的改变和搬迁、种草等人工措施,源头地区降水量增加,湖水位和面积上升和增大,自然环境在部分恢复或恢复中,湖水量和径流量增加,出现断流的可能基本消失或减少;黄河下游水量在黄河水利委员会的统一领导下,采取了一系列措施,比如用水量中下游统一调度、调水调沙,增加节水农业等,水利用率提高,年损耗相应降低,黄河下游断流基本消失。

6、认识和看法

6.1黄河源头黄河沿断面、扎(陵湖)鄂(陵湖)两湖间出现断流不是近几年才有的事。

6.2扎(陵湖)鄂(陵湖)两湖间发生断流的频率相对黄河沿水文站要高,且断流的持续时间要长的多,一般在3~6个月之间,基本都发生在非汛期,发生年份和黄河沿水文站基本一致。

6.3黄河沿断面发生断流,一般扎(陵湖)鄂(陵湖)两湖间都会发生断流,黄河沿断面未发生断流,在黄河沿断面流量特别小(一般都是枯水年)未发生断流的情况下,两湖间大多会发生断流现象。

6.4扎(陵湖)鄂(陵湖)两湖间发生断流与人类活动关联度不是很高,应是受全球气候变化和源头地区年径流丰、平、枯周期变化的影响。

6.5 黄河上游发生断流的机率会降低,但不会消失;黄河下游发生断流的可能会存在,这主要是高速发展的工农业生产对水的依赖,其用水量若达到或超过黄河供水量的极限,收支不抵出现负值发生断流则是意料中的事。

作者简介:田浚宏,1975年生,甘肃庆阳人,本科学历,助理工程师,主要从事水文水资源研究。。

参看文献:[1]韩荣主编.青海省志—长江黄河澜沧江志.郑州.黄河水利出版社,2000.

[2]李万寿, 吴国祥.黄河源头断流现象成因分析.水土保持通讯 2000, 20(1):5-8

气候变化概况及成因范文6

关键词:径流量;时间序列;影响因子;叶尔羌河

叶尔羌河卡群站为全河水量控制站,流域集水面积50248km2,(含国外面积2870km2),多年平均年径流量65.66×108m3[1]。本文利用叶尔羌河卡群站1957-2010年实测的年径流时间序列,进行趋势性分析及预测,来判断未来径流变化和相关性因素分析。

1 研究区概况

叶尔羌河源于喀喇昆仑山北麓,资源头向西北流,出山口水量控制站以上河长527km。中国境内流域面积9.36×104km2[2]。流域范围包括新疆喀什地区的塔什库尔干、叶城、泽普、莎车、麦盖提、巴楚、岳普湖等7个县和兵团农三师、公安系统的45个农林牧场,另外还有克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿克陶县和阿克苏地区的柯坪、阿瓦提县及农一师的部分乡和农场[3]。叶尔羌河径流组成是:冰川融水占64.0%,地下水占22.6%,雨雪水混合补给占13.4%,其年内径流量多集中在夏季,卡群站夏季(6-8月)径流量占年径流量的68.5%[4]。

2 径流变化分析

2.1 径流量年代变化特征分析

叶尔羌河不同年代径流量有所差别(表1),1957-1966年间年均净流量为62.59×108m3比多年平均径流量少3.62×108m3,这个时段的最高径流量83.97×108m3(1959年)。1967-1976年比上一时段多了1.86×108m3,比多年平均径流量少1.75×108m3,径流量最高值出现在1973年为85.39×108m3,1997-2006年径流量最高值达70.87×108m3,比多年平均径流量多4.66×108m3,这时段也是全研究阶段最高值。变差系数 值为0.17,原因叶尔羌河以高山冰雪融水和雨水混合为补给,由于气温和降水的耦合关系,使得 值较小。

近50年来叶尔羌河径流量波动中呈现增加趋势,增加趋势不太明显(图1)。径流量回归方程为y=0.1601x+64.135,R2=0.0476显示叶尔羌河径流量以0.16×108m3/10a速度增加。

2.2 年径流量变化趋势分析

时间序列为1957-2010年的共54a的资料,其Mann-Kendall趋势检验结果(表1)。ZC>0说明叶尔羌河年径流量是增加的。ZC>ZCa/2(a=0.05查表得到此时的ZCa/2=1.96),表明年径流量增加趋势显著。

运用累积距平法[5]得出了距平累积曲线,分析近54年来叶尔羌河年径流的阶段性(图2)。叶尔羌河近54年来的径流量序列在前后期波动很明显,1995年前后径流量呈由少增多的趋势,是趋势波动点。径流量在1997年之后有非常明显的增加,说明径流量的增加可以作为气温上升的滞后效应。

2.3 年径流量变化突变点分析

突变点检验结果表明(图3),卡群水文站没有明显的突变,只是在1995年Uf与UB在信度线±2.56之间有一个显著焦点,且Uf随后上升序列在90年代中期后出现径流增多的趋势。

2.4 径流趋势预测

2.4.1 径流周期分析

叶尔羌河卡群站径流周期表现为5、18、23a的变化周期,从F检验表可以查出,当a=0.10时, 5a和18a周期变化的F>Fa。叶尔羌河年径流量时间序列周期以5a和18a为主,其中5a周期变化置信度比较高。表明叶尔羌河流域以5a为主周期(表2)。

2.4.2 未来变化趋势分析

因叶尔羌河年径流量存在周期性变化,所以,本文利用周期叠加趋势模型对卡群站的年径流量变化趋势进行分析。

表3显示此水文站年径流量周期叠加趋势模型的重要参数。卡群水文站年径流量预测的均方拟合误差为7.33(图4),水文站实测值与拟合值之间的差异很小,说明模型拟合的结果置信度较高。年径流量起伏振荡明显,但总体上呈现增加趋势。2022年将会出现一次比历年高的丰水年,年径流量约为99.08×108m3。

3 叶尔羌河径流量与其影响因子间的相关关系

叶尔羌河径流量与其影响因子之间的定量相关关系,运用塔什库尔干气象站的年平均气温、最高气温、最低气温、夏季平均气温、年降水量、夏季降水量、7-8月降水量与叶尔羌河径流量进行相关分析(表4)。

夏季平均气温的单相关系数最大,为0.84,原因是夏季气温升高,促进高山冰川和积雪融化,径流量增多。说明促进叶尔羌河径流量增多的重要因素是是夏季气温。而年降水量、夏季降水量、7-8月降水量与年径流量呈负相关关系,相关系数分别为-0.34、-0.43、-0.56。

图4 叶尔羌河卡群站年径流量实测值与拟合值结果

河流径流的变化主要取决于气温,但不能确切说明气温偏高,径流量必然偏多。叶尔羌河1980和2009年气温高,但径流量偏少,1998年气温最高,为54年来的最暖年份,但年径流量不是最多,只有比多年平均径流量多3.69×108m3。虽然径流量的变化与降水没有太大关系,但是降水量的增加,使得冰川的积累量增加,夏季冰川融化,调节河流径流量。

4 结论

(1)近54年来,叶尔羌河最大径流量和最小径流量分别出现在1989年和1994年。在1997-2006年径流量最高值达70.87×108m3,比多年平均径流量多4.66×108m3,这时段也是全研究阶段最高值。变差系数为0.17;

(2)叶尔羌河多年径流量有不明显的增加趋势。说明叶尔羌河产流区(山区)人类活动对径流的影响不大。经过Mann-Kendall趋势检验,在0.05的显著性水平下叶尔羌河径流跃变显著。径流量以0.16×108m3/10a速度增加。卡群水文站年径流量发生突变年份为1995年,从这一年后径流呈明显的增多趋势;

(3)对叶尔羌河年径流量变化周期分析表明,卡群水文站表现为5a主周期。将来卡群站年径流量均明显的递增趋势,相对平稳。其中2022年出现一次丰水年,高于历年平均径流量的38.46%。

参考文献

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