長江上游降水徑流趨勢分析

徐成漢

(長江工程職業技術學院，湖北 武漢 430212)

自20世紀90年代以來，長江上游來水有持續偏枯的趨勢，引起了社會各界及業內專家的極大關注。如果任由這種現象延續，勢必會對以三峽水利樞紐為核心的長江梯級水庫群的調度產生不利影響，進而影響三峽樞紐工程的發電、航運、供水等綜合利用和流域經濟社會的發展。王渺林、孫甲嵐、夏軍、王艷君、許繼軍、姜彤、秦年秀等專家學者根據各自掌握的資料對此現象進行了分析，但都沒有從整個長江上游地區的降水徑流資料進行定量分析。

為探明長江上游流域水資源量演變趨勢，我們對長江上游的金沙江流域、岷沱江流域、嘉陵江流域、宜賓至宜昌區間、烏江流域及整個長江上游全區1956-2014年長達59年的降水、徑流等水資源資料，用線性趨勢分析及Mann-kendall趨勢檢驗，定量分析人類活動影響下長江上游流域水資源的時空變化規律，為長江上游控制性水庫優化調度方案的編制提供依據，為整個長江流域水資源合理配置及區域經濟發展提供技術支撐。

1 流域概況

長江發源于“世界屋脊”-青藏高原的唐古拉山脈各拉丹冬峰西南側。干流流經青海、西藏、四川、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海11個省、自冶區、直轄市，于崇明島注入東海。長江干流宜昌以上為上游，長4504km，流域面積100×104km2，其中直門達至宜賓稱金沙江，長3464km，宜賓至宜昌河段習稱川江，長1040km。

長江上游流域氣候分屬青藏高寒和西南熱帶季風氣候區，流域降水，除高山和青藏高原部分多降雪，大都以降雨為主，多年平均降水量250 mm～1400mm；徑流以雨水補給為主，地表徑流約占年徑流量的75%～80%，地下徑流約占20%～25%，還有少量冰雪融水補給；汛期水量占全年水量80%左右，枯季僅占20%左右；長江干流洪水具有峰高、量大，持續時間長的特點。

2 結果與分析

2.1 降水量

圖1 長江上游流域1956-2014年降水量線性趨勢圖

圖2 長江上游流域降水量M-K統計變化圖

(1)線性回歸分析。根據長江上游流域1956-2014年合計59年降水量資料做出線性趨勢如圖1所示，其趨勢線方程為y=-0.7827x+2438.9，其中折線為年降水量變化線，直線為添加的趨勢線。長江上游流域降水量呈下降趨勢，每100年下降78.3mm，顯著性水平α取0.05的情形下，其降水量下降趨勢顯著。

(2)Mann-kendall分析。根據長江上游1956-2014年合計59年降水資料繪出Mann-kendall趨勢檢驗如圖2所示。圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值，其降水量檢驗統計量Z=-2.03，小于0，在α=0.05下檢驗假設條件成立，說明長江上游降水量呈顯著下降趨勢。

2.2 徑流深

(1)線性回歸分析。根據長江上游流域1956-2014年合計59年徑流深資料做出線性趨勢如圖4所示，其趨勢線方程為y=-0.6397x+1720.5，其中折線為年徑流深變化線，斜直線為添加的趨勢線。長江上游流域徑流深呈下降趨勢，每100年下降64.0mm，顯著性水平α取0.05，其下降趨勢不顯著。

圖3 長江上游流域1956-2014年徑流深線性趨勢圖

(2)Mann-kendall分析。根據長江上游1956-2014年合計59年徑流深資料作出Mann-kendall趨勢檢驗如圖4所示，圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值。其徑流深檢驗統計量Z=-1.65，小于0，在α=0.05下檢驗假設條件不成立，說明長江上游徑流深下降趨勢不顯著。

2.3 徑流系數

圖4 長江上游流域徑流深M-K統計變化圖

圖5 長江上游流域1956-2014年徑流系數線性趨勢圖

圖6 長江上游流域徑流系數M-K統計變化圖

(1)線性回歸分析。根據長江上游流域1956-2014年合計59年徑流系數資料做出線性趨勢如圖5所示，其趨勢線方程為y=-0.0003x+1.0646，其中折線為年徑流系數變化線，斜直線為添加的趨勢線。長江上游流域徑流系數基本上沒有變化，每100年下降0.03，顯著性水平α取0.05，其趨勢變化不顯著。

(2)Mannk-kendall分析。根據長江上游1956-2014年合計59年徑流系數資料作出Mann-kendall趨勢檢驗如圖6所示，圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值。其徑流系數檢驗統計量Z=-0.97，小于0，在α=0.05下檢驗假設條件不成立，說明長江上游徑流系數趨勢變化不顯著。

3 結束語

將長江上游流域1956-2014年合計59年降水、徑流資料，用線性回歸分析和Mann-kendall趨勢分析成果如表1所列。結果表明：整個長江上游流域降水系列有下降趨勢，且下降趨勢明顯；徑流深系列有下降趨勢，但趨勢不明顯；降水徑流關系基本沒有變化。由此認為，長江上游流域徑流量的減少主要原因在于其降水量的減少，當然也與流域大規模的水電開發、跨流域調水、用水量耗水量大幅度增加有關。

表1 長江上游流域降水、徑流趨勢檢驗成果表

[參考文獻]

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[2] 孫甲嵐，雷曉輝.長江流域降上游氣溫、降水及徑流變化趨勢分析[J].水電能源科學，2012，(5)：1-4.

[3] 夏軍，王渺林.長江上游流域徑流變化與分布水文模擬[J].資源科學，2008，(7)：962-967.

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[5] 許繼軍，楊大文.長江流域降水量和徑流量長期變化趨勢檢驗[J].人民長江，2006，(9)：63-67.

[6] 姜彤，蘇布達.四十年來長江上游流域氣溫、降水與徑流變化趨勢[J].氣候變化研究進展，2005，(2)：65-68.

[7] 秦年秀，姜彤，等.長江流域徑流趨勢變化及突變分析[J].長江流域資源與環境，2005，(5)：589-594.