氣候變化對本溪縣可利用水資源的影響分析

摘要 利用本溪縣氣象局1958～2012年逐月平均氣溫和降水量資料，運用高橋浩一郎陸面蒸發和線性趨勢分析等方法，對本溪縣可利用水資源進行分析。結果表明，近55年本溪縣年平均氣溫呈明顯的升溫趨勢變化，降水量呈波動性減少趨勢變化；可利用水資源呈波動性減少趨勢變化；本溪縣降水量的46%是可以利用的，54%被蒸發掉；夏季可利用降水占全年可利用總量的70%，但夏季可利用系數最大，為52%；春季可利用降水占全年總量的10%，可利用降水系數最小為32%，近55年本溪縣可利用水資源變化速率為-5.21 mm/10a，除夏季是減少趨勢變化外，其他各季均為增加趨勢變化。

關鍵詞 氣候變化；可利用降水；影響；本溪縣

中圖分類號S161.6文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）30-10592-03

作者簡介高巍（1964- ），女，吉林海龍人，高級工程師，從事大氣探測與行政管理工作。

水資源是國家基礎性的自然資源，也是戰略性經濟資源，維持著生態環境的良性循環，同時又是一個國家綜合國力的有機組成部分[1]。氣候變化對人類生產、生活等方面影響很大，降水量大小和分布的時間對區域經濟和環境造成重大影響[2-3]。氣候變暖導致了水資源緊張趨勢進一步加劇，直接影響地表徑流、地下水、土壤水分及人類活動用水的需求，使水資源供需矛盾成為制約經濟社會發展的瓶頸，且水資源系統的變化還對人類社會活動和經濟等方面造成了很大影響，水資源匱乏同時又反過來對局地氣候產生影響，人均水資源導致局地氣候變化，甚至在某種程度上加劇氣候變化趨勢[4-5]。

本溪滿族自治縣位于遼東半島腹地，東與桓仁、寬甸相臨，西與本溪、遼陽接壤，南與丹東毗臨，北接沈陽、撫順。全縣總面積3 344 km2，地貌特征為“八山一水一分田”，屬于北溫帶大陸季風氣候。山巒起伏、溝壑縱橫，森林覆蓋率728%。隨著全球氣候變化，水資源也發生了較大變化。許多學者對水資源開展了研究[6-8]，如孫力對我國東北地區空中水資源的時空分布特征進行了研究[7]；吉奇等對本溪市水資源變化特征進行分析[8]。筆者利用本溪縣氣象局最新氣候資料對本溪縣水資源變化特征進行分析，為合理的區域水資源開發利用、規劃管理和縣區域經濟發展提供科學的依據。

1資料與方法

1.1資料來源資料來源于本溪縣氣象局1958～2012年逐月平均氣溫、降水量資料。季節劃分為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～翌年2月）。氣候平均值為1958～2012年平均值。

1.2分析方法

1.2.1氣候傾向率分析方法[9]。利用氣候傾向率分析氣象要素的變化趨勢。其表達式為：Yj=a0+a1ti，式中，Yj為氣象要素，ti為時間，a0為回歸常數，a1為回歸系數；a1×10為氣候變化傾向率。

1.2.2陸面蒸發。采用高橋浩一郎陸面蒸發公式[10]計算蒸發量，即E=3 100P3 100+1.8P2exp（-34.4T235+T），式中，E為陸面蒸發量，P為月降水量，T為月平均氣溫。可利用水資源F=P-E；蒸發系數為α=E/P；可利用降水系數為β=1-α。

2結果與分析

2.1年平均氣溫和年降水量年際變化分析由圖1可見，本溪縣近55年年平均氣溫呈波動性升溫趨勢，其升溫速率為0.46 ℃/10a（通過了0.01顯著性檢驗水準）；年平均氣溫最高為8.9 ℃，出現在1998年；最低值為5.4 ℃，發生在1969年。本溪縣1958～2012年降水量呈減少趨勢，其線性傾向率為-0.65 mm/10a（未通過顯著性檢驗）；年降水量最大值為1 384.3 mm，發生在2010年，最小值為494.9 mm，出現在1989年。由于年平均氣溫升溫顯著，而年降水量總體呈減少趨勢變化，本溪縣呈現明顯的變暖趨勢。

2.2可利用水資源變化特征分析

2.2.1月變化。由圖2可見，本溪縣近55年降水量、蒸發量和可利用降水量呈單峰變化型，從波形變化來看，一年當中月變化幅度從小到大依次為蒸發量、可利用降水量和降水量；降水量、可利用降水量和蒸發量的峰值均出現在7月，而谷值均在1月出現。

2.2.2年際變化。從圖3分析可見，1958～2012年本溪縣圖11958～2012年本溪縣年平均氣溫（a）年降水量（b）變化圖21958～2012年本溪縣水資源各分量的月變化圖31958～2012年本溪縣可利用水資源年際變化注：a.春季；b.夏季；c.秋季；d.冬季。

圖41958～2012年本溪縣四季可利用水資源變化可利用水資源呈波動性減少趨勢；年可利用水資源最大值為908.3 mm，出現在2010年；最小值為143.1 mm，發生在1999年；其線性傾向率為-5.21 mm/10a。

2.2.3季變化。由圖4可見，本溪縣近55年春季可利用水資源呈增加趨勢，其線性傾向率為3.19 mm/10a；可利用水資源最大值為159.1 mm，出現在2005年；最小值為3.6 mm，發生在1989年。夏季可利用降水呈減少趨勢，線性傾向率為-4.82 mm/10a；可利用水資源最大值為674.9 mm，發生在1964年；最小值為83.2 mm，出現在1988年。秋季可利用水資源呈增加趨勢，其線性傾向率為1.40 mm/10a；可利用降水最大值為98.6 mm，發生在1972年；最小值為0.4 mm，出現在1990年。冬季可利用降水呈增加趨勢，線性傾向率為0.95 mm/10a；最大值為41.0 mm，出現在1957年；最小值為0.1 mm，發生在1976年。

2.2.4年代際變化。通過表1分析可知，1958～2012年本溪縣各年代可利用水資源最大值為399.3 mm，出現在21世紀以來；20世紀90年代最小，為291.2 mm，近55年本溪縣可利用水資源呈現多-少-多的變化波動。春季可利用水資源21世紀以來最大，為51.7 mm，最小值為34.0 mm，出現在90年代；呈現少-多-少-多的波動變化。夏季可利用水資源20世紀60年代最大，為285.1 mm，最小值為207.6 mm，發生在90年代；呈現多-少-多波動變化。秋季可利用水資源最大值出現在20世紀70年代，為44.2 mm，最小值為17.1 mm，發生在60年代；呈現少-多-少-多波動變化。冬季可利用水資源最大值為16.6 mm，發生在21世紀以來，最小值為8.0 mm，出現在80年代；呈現多-少-多的波動變化。

3結論

（1）本溪縣近55年年平均氣溫呈明顯的升溫趨勢變化，其升溫速率為0.46 ℃/10a；年降水量總體呈減少趨勢變化，其線性傾向率為-0.65 mm/10a；本溪縣呈現變暖趨勢變化。

（2）近55年來本溪縣可利用水資源呈波動性減少趨勢，在21世紀初有增加趨勢變化。除了夏季可利用水資源為波動性減少趨勢外，其他各季均為增加趨勢變化。

（3）本溪縣年降水量的54%被蒸發掉，降水量的46%是可以被利用的。夏季可利用水資源占全年的70%，夏季蒸發損失最小，蒸發系數為48%，可利用系數最大為52%；春季可利用降水占全年的11%，蒸發損失達68%，可利用系數最小為32%。春季蒸發損失大，導致春播期供水問題突出，也是導致本溪縣春旱頻發發生的主要原因之一。

參考文獻

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