灑漁河流域氣候變化及其對水資源的影響

劉燕 楊秀翠

摘要：采用氣候傾向率、累積距平、氣候統計學等方法，對灑漁河流域的氣溫和降水氣候特征及其水資源對氣候變化的響應進行分析。其結果表明：近50a年來灑漁河流域年平均氣溫均呈上升趨勢，特別是近20a年增暖幅度更加明顯。近50a年年平均降水量變化呈減少趨勢，年平均降水量的氣候傾向率為-26.15mm.10a-1。氣溫的升高和降水減少導致河川徑流量大小減少，從44a的河流徑流量資料分析可以看出，昭魯河和居樂河流量受氣溫和降水的影響，在近20a也呈現出減少趨勢，其傾向率為-21.5m3/s.10a。

關鍵詞：灑漁河流域氣溫降水水資源響應

0 引言

2007年4月6日IPCC第二工作組正式公布了第四次評估報告，該報告認為人為增暖可能對很多自然和生物系統造成一定程度的影響，但是由于很多非氣候因子的作用，很多的影響還沒有辦法進行辨別，同時該報告還指出，某些中緯度和熱帶干旱地區在21世紀中期的年均河流徑流量和可用水量可能會減少10%-30%。

中國的區域氣候變化對于全球氣候變化有著直接的影響，特別是在過去的20年里，我國北方地區的氣候不斷變暖、土地干旱化和沙漠化嚴重。

水是人類賴以生存的根源，人類離開了水就無法生存和發展，但是氣候變暖可能會引起旱澇災害、水質變差等，未來水資源供需矛盾將越來越嚴重。

灑漁河是昭通市橫穿中部至南向北的河流橫江的上段，灑漁河的上游由東支昭魯河、西支居樂河組成，兩條支流全發源于本區的魯甸縣境內。河長186公里，徑流面積3558平方公里。是云南第三大壩子——昭魯壩主要的工農業用水，也是對昭魯壩經濟發展中資源用水供需矛盾突出的主要河流。

研究灑漁河氣候變化對水資源影響的結論可為合理開發利用該流域水資源提供參考。

1 資料和方法

本文選用的氣象數據是灑漁河流域中的昭陽區和魯甸縣兩個氣象觀測站的歷史氣象資料1960-2010年逐月氣溫資料。冬季是用當年12月至次年2月，夏季是用6-8月的平均氣溫為代表。氣候平均值是以1971-2000年30年的氣象要素平均值表示。水文資料是箐口塘站、漁洞站2個水文站1961年至2004年逐月的流量資料。

本文主要用了氣候傾向率，也就是用一次線性方程算出氣候要素的趨勢系數變化，求出氣溫要素隨時間的變化狀況。用xi表示樣本量為n的氣溫變量，用ti表示xi所對應的時間，建立xi與ti之間的一元線性回歸方程：

xi=a+bti，i=1，2，……n

累積距平，根據逐月平均降水量，可繪出累計距平曲線后進行趨勢分析。

用時用曼-肯德爾趨勢分析，這是一種非參數統計檢驗的方法，為檢驗其趨勢變化的顯著性水平。

2 平均氣溫變化特征

2.1 平均氣溫的年代際變化

灑漁河流域平均氣溫具有明顯的年代際變化，60年代和80年代處于低溫階段，70年代氣溫有所上升，90年代以后氣溫上升趨勢顯著。每10年的對比分析可以看出：60年代11.53℃，70年代11.58℃，80年代11.52℃，90年代11.74℃，21世紀初12.07℃，每10年的增幅變化20世紀70年代比60年代增高0.03℃，80年代比70年代降低了0.06℃，90年代比80年代增高了0.22℃，21世紀前10年比90年代增高了0.33℃。1971-2000年平均氣溫與1961-1990年比較，上升了0.11℃。

根據灑漁河流域近50年四季平均氣溫年代際變化及氣候傾向率。顯示四季平均氣溫年代際變化除70年代和80年代春季有所下降外，其它的年代基本上都呈上升趨勢，特別是在冬季，這種變化更加的明顯。由于冬季氣候傾向率大于年傾向率，秋夏季傾向率與年傾向率相等，春季傾向率最小。所以平均氣溫冬季增溫幅度最大，春季增溫幅度最小。

2.2 平均氣溫的年代變化特征

采用5a滑動平均趨勢分析和線性傾向分析來研究氣溫變化趨勢可以發現，50年來灑漁河流域氣溫在波動中呈現出升高趨勢。計算表明，年平均氣溫線性傾向變化通過了顯著性檢驗，說明年平均氣溫線性上升趨勢顯著，氣候傾向率為0.2℃.10a-1。

分析5a滑動平均趨勢可以發現，灑漁河流域在90年代中期以前基本處于低溫階段，只是在1978-1979年、1990-1991年有短暫的升溫現象，90年代中后期以來，一直處于偏暖階段，目前仍處于偏暖氣候背景時期。即灑漁河流域經歷了冷暖兩個時期，以1996年為界，前期偏冷，之后為偏暖期。偏冷期負距平頻率為70%，且1976年為年平均氣溫最低點。自1996年起灑漁河流域氣候急劇變暖，氣溫距平均為正值，且2003年達到近50年的最高值，1998年次之。

3 降水的氣候變化特征

灑漁河流域降水量存在明顯的年代際變化，60-70年代為降水偏多時段，80年代初期減少輻度較小，后期減少輻度迅速增大，1989年降到近50a來的最低值（462.3mm），80年代的降水量平均值比70年代減少27.9mm，90年代降水量平均值比80年代減少8.9mm，到2000年以后，降水量平均值比90年代又減少66mm。1961-1990年30a平均值比1951-1980年30a平均值減少了15mm，1971-2000年30a平均值比1961-1990年30a平均值減少12.9mm。

為了分析降水量變化趨勢，采用5a滑動平均趨勢分析和線性傾向分析，是近50a灑漁河流域降水量時間序列變化。

不難發現，隨著全球的氣溫變暖，灑漁河流域降水量也在逐漸的減少，尤其是到90年代后期這種現象變得更加的明顯。甚至在1986年，降水正距平都沒有超過200mm，90年代后，灑漁河流域降水不斷減少從負距平頻率逐漸增多就可以看出來。計算表明，灑漁河流域年降水量線性傾向變化通過了顯著性檢驗，表明灑漁河流域的年降水量線性下降趨勢是顯著的，平均每10a減少10.15mm。

1965年至1968年、1976年至1979年、1983年至1986年降水量都比較大，其中降水量最多的是在1965年，高達894.8mm；60年代初期、80年代末至90年代初、90年代中后期至21世紀前10年降水量都比較少，其中降水量最小的是在1989年，低至462.3mm。1987年至2010年，降水波動明顯加劇，以3-4年的短周期旱災和澇災交替演變為主要特征，大旱、大澇出現的年份明顯增加，如1990年、1993年、1995年等都是洪澇年，而近20年中有9年發生了較為嚴重的干旱，尤其是2000年后，除2008年降水偏多外，其余年降水量均為負距平，為有氣象記錄以來最嚴重的干旱時段，體現了灑漁河流域降水變化的劇烈性。

4 水資源年徑流量變化特征

根據灑漁河流域近44a（1961-2004年）漁洞站、箐口塘站年流量時間序列變化，可以看出，近44a來灑漁河流域年流量在波動中呈現下降趨勢。計算表明，年流量線性傾向變化通過了顯著性檢驗，說明年流量線性下降趨勢明顯，其傾向率為-21.5m3/s.10a。由此可以看出，河流年流量變化與氣溫和降水在近50a的變化趨勢呈正相關，隨著氣溫在90年代后表現為明顯的增加趨勢，及90年代后降水量的減少影響，河流年徑流量也在90年代后出現明顯的減少趨勢。

5 氣候變化對灑漁河徑流量的影響

灑漁河流域是一個典型的高原區，無外來陸地水資源補給，主要是大氣降水補給。在灑漁河流域隨著近50年氣溫呈上升趨勢和降水量呈減少趨勢，導致年平均流量呈減少趨勢。

而灑漁河流域夏秋年降水量占全年總降水的82%，這種四季降水嚴重不均衡的情況導致該地區很容易出現旱澇災害，在降水少時，很容易出現旱災，但是降水多時，又多是以暴雨的形式出現，無論哪種災害都對人們的生命財產造成了很大的損失。近年來，我國的人均水資源正在不斷的減少，一定程度上加劇了人口、耕地、糧食、工業等之間的矛盾，再加上氣象災害頻發和人們對自然環境的破壞，導致水土流失嚴重。灑漁河流域是典型的湖泊堆積盆地，構造上為斷坳盆地，因此壟崗和殘山地形波狀起伏，水土流失現象比較突出。據統計，灑漁河流域水土流失面積占區內總土地面積的50%；每年有大約150萬噸的泥沙從灑漁河流走。

通過對灑漁河流域氣象資料分析發現，灑漁河流域近20a來氣溫升高、降水量有所減少，其結果是干旱、洪澇等災害性事件增加，加大了灑漁河流域水資源的不可靠性。秦劍等對云南氣象災害研究中認為，如果降水減少10%，氣溫升高1-2℃，將使徑流減少40%-70%；干旱加劇又會過量開發水資源，加大土壤鹽化。

6 總結

①近50a來灑漁河流域年及四季平均氣溫都在不斷增加，特別是近20a年氣溫上升的幅度更加的明顯。近20a年平均氣溫較60年代升高了0.5℃，各季氣溫變化趨勢除春季外，其它各季與年變化一致，但夏、秋、冬季增溫幅度差異較大，對于80年代末期及以后的變暖貢獻最大的是冬季。

②灑漁河流域近50a年平均降水量變化呈減少趨勢，年平均降水量的氣候傾向率為-26.15mm.10a-1，1996-

2010年以來，灑漁河流域年平均降水量進入偏少明顯時期，為近50年以來最嚴重的干旱階段。

③灑漁河流域特別的地理位置，氣溫的升高和降水減少導致地表水資源及地下水資源的減少，河川徑流量大小也受氣溫變化和大氣降水量多少的影響，從44a的河流徑流量資料分析可以看出，昭魯河和居樂河流量受氣溫和降水的影響，在近20a也呈現出減少趨勢，其傾向率為-21.5m3/s.10a。由此使土壤墑情變干，對發展種植業產生不利影響，特別是幾條主要河流年徑流量的減少，造成水資源短缺對農業生產的威脅更加突出。

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