喀什噶爾河流域干旱指數探析

付明明

（喀什水文勘測局,新疆 喀什 844000）

干旱指數是反映各地氣候干濕程度的指標,以年蒸發能力與年降水量之比表示?？κ哺翣柡恿饔驗闃O度干旱地區,生態環境系統極其脆弱,研究其干旱指數對于流域水資源調配使用具有重要意義。

1 概況

喀什噶爾河流域位于新疆維吾爾自治區西南部,塔里木盆地西緣,總面積69650 km2,其中國內面積67092 km2。喀什噶爾河流域境內部分涉及的行政區域包括12 個縣（市）、13 個團（場）。

喀什噶爾河流域三面環山,流域呈現開口向東的“簸箕”狀地形,印度洋的濕潤水氣難以到達,北冰洋的寒冷氣流也較難穿越,且地處北溫帶、亞歐大陸腹地,距離海洋較遠,因而干燥少雨,屬暖溫帶大陸性干旱-半干旱氣候帶。流域內四季分明,光照時間長,氣溫年變化和日變化均比較大,降水稀少,蒸發強烈。夏季炎熱,但酷暑期短；冬無嚴寒,但低溫期長；春夏多大風、沙塵暴、浮塵天氣。因地形復雜,氣候差異較大,整個流域海拔由高到低大致可分為高山極高山氣候區、中低山丘陵氣候區、平原氣候區、沙漠荒漠氣候區4 個氣候區。

2 站點資料搜集

喀什噶爾河流域最早于1951年設立喀什氣象站,之后陸續設立了烏恰氣象站、阿俄水文站、沙曼水文站等氣象觀測站點。本次共收集喀什噶爾河流域內21 個雨量觀測站點的逐月降水資料,同時收集了流域周邊區域4 個雨量觀測站點的逐月降水資料以控制降水深等值線的走勢。選用的雨量站均屬國家水文、氣象部門設立和管理的,觀測規范,資料整編按相應技術規程進行,成果可靠；其中氣象部門設立的雨量站基本未發生遷移,水文部門設立的雨量站雖發生遷移,但遷移距離相對較近,遷站前后所處位置氣候條件未發生較大改變,如卡拉貝利站、克勒克站,因此選用雨量站資料系列一致性較好。

3 水面蒸發地區、時空分布

3.1 水面蒸發量地區分布

喀什噶爾河流域由于氣候、地理位置等各類因素變化幅度較大,所以蒸發能力也有較大差異?？傮w而言水面蒸發量的地區分布與年降水量的地區分布呈相反趨勢,即沙漠區大于山前傾斜平原,山前傾斜平原大于山區；從東向西,隨著地勢的抬升,水面蒸發量呈減少趨勢。

根據喀什噶爾河流域實測資料分析,由于山區海拔較高,因而水面蒸發量一般較低,在1000 mm~1300 mm（E601 蒸發器觀測資料,下同）之間,如喀拉庫里水文站多年平均水面蒸發量為1239 mm,阿合奇氣象站多年平均水面蒸發量為1073 mm,沙里桂蘭克水文站多年平均水面蒸發量為1288 mm。

處于迎風坡的中低山區是水面蒸發的高值區域,該區域氣溫較山區高,同時風量、風速也較山區、平原區豐富。如在克孜河中上游河段存在一個水面蒸發量高值區,該區域牙師水文站多年平均水面蒸發量為1696 mm,烏恰氣象站多年平均水面蒸發量為1627 mm,卡浪溝呂克水文站多年平均水面蒸發量為1717 mm,卡拉貝利水文站多年平均水面蒸發量為2011 mm；另外,受局地氣候影響,布谷孜河下游區域水面蒸發量也較大,如阿俄水文站多年平均水面蒸發量為1721 mm,阿圖什氣象站多年平均水面蒸發量為1794 mm。處于平原綠洲區的阿克陶縣、岳普湖縣、伽師縣,相對而言距沙漠較遠,同時山谷風對該區域影響也較小,因而在該區域產生了一個水面蒸發的低值區域,如阿克陶氣象站多年平均水面蒸發量為1076 mm，伽師氣象站多年平均水面蒸發量為1272 mm,岳普湖氣象站多年平均水面蒸發量為1257 mm。對于流域下游靠近沙漠的區域而言,受沙漠的影響,其水面蒸發量較平原綠洲區顯著增大。比如該區域內的巴楚氣象站多年平均水面蒸發量為1417 mm,柯坪氣象站多年平均水面蒸發量為1449 mm,阿瓦提氣象站多年平均水面蒸發量為1463 mm。

3.2 水面蒸發量的年內分配

水面蒸發量的年內變化主要受年內溫度、濕度及風的影響,因此喀什噶爾河流域水面蒸發年內分配不均勻,總體呈冬季水面蒸發量小,夏季水面蒸發量大。依據各水面蒸發選用站點1980年~2018年資料,統計其多年平均水面蒸發年內分布,見圖1、圖2。由此可知,喀什噶爾河流域內各站點間水面蒸發年內分布總體一致,差異不大。反映出流域內各站點水面蒸發雖受局地因素影響,但影響蒸發的主導因素在流域內是一致的。依據各水面蒸發選用站點1980年~2018年資料,統計各站點水面蒸發季節分布,喀什噶爾河流域春季（3 月~5 月）的蒸發量約占年蒸發量的21.8%~31.9%,夏季（6 月~8 月）的蒸發量約占年蒸發量的42.0%~48.6%,秋季（12 月~2 月）的蒸發量僅占年蒸發量的18.7%~24.2%,冬季（12 月~2 月）的蒸發量僅占年蒸發量的4.2%~10.1%。各選用站點水面蒸發主要集中在氣溫較高的夏季,統計其連續最大4 個月水面蒸發量,可知其占年水面蒸發量的55.5%~62.9%,且各站連續最大4 個月水面蒸發量均出現在5 月~8 月。各選用站點最大月水面蒸發量基本都出現在7 月,個別出現在6 月,占年內蒸發量的15.0%~17.3%；最小月水面蒸發量出現在1 月或2 月、12 月,占年內蒸發量的1.2%~2.7%。

圖1 選用站（水文站）1980年~2018年水面蒸發量年內分布圖

圖2 選用站（氣象站）1980年~2018年水面蒸發量年內分布圖

3.3 水面蒸發量的年際變化

喀什噶爾河流域各選用站點水面蒸發量的年際變化不大,較為穩定,其變幅小于降水和徑流。統計各選用站1980年~2018年水面蒸發量系列的變差系數CV,見表1。由表1 可知,各選用站水面蒸發量變差系數CV值在0.067~0.193 之間,總體變化不大。其中柯坪氣象站水面蒸發量變差系數CV值最大,為0.193；克勒克水文站水面蒸發量變差系數CV值最小,為0.067。反映區域水面蒸發量年際變化較小的特性。

表1 各站點1980年~2018年水面蒸發量年際變化分析表

統計各選用站1980年~2018年水面蒸發量系列中最大年蒸發量、最小年蒸發量,見表1。由表1 可知,各站點極值比（最大年蒸發量/最小年蒸發量）在1.30~2.09 之間,總體差異不大,也說明區域水面蒸發量在1980年~2018年間,年際變化較小的特性。

由表1 可知,各水面蒸發量選用站中最大年、最小年出現時間同步性較差,反映評價區內水面蒸發受局地氣象、地形的綜合影響是不一致的,區域內存在一定的差異性。

4 干旱指數分析

4.1 水面蒸發量等值線圖的繪制

本次將選用的各水面蒸發站點繪在1∶10 萬地形圖上,將各站1980年~2018年多年均值數據標在站點處,參照新疆第三次水資源調查評價中平均水面蒸發量等值線圖的走向趨勢,繪制水面蒸發量等值線圖。勾繪多年平均水面蒸發量等值線圖時遵循以下原則：一方面根據測站統計數據,考慮資料系列長短,區別為主要點據和參考點據,分別用不同符號標明在圖上,以便勾繪等值線圖時區別對待；另一方面根據地理位置和地形、氣候等因素綜合分析等值線的合理分布。同時,考慮各測站的統計數據,又不完全拘泥于個別點據,以避免等值線過于曲折或產生許多小的高、低值中心和造成與當地地理、氣候因素不相匹配的不合理現象。要考慮水面蒸發量隨地面高程變化的一般規律,但也不將等值線完全按等高線的走向勾繪；等值線必須與大尺度地形分水嶺走向大體一致,不橫穿山嶺。

4.2 干旱指數

統計本次評價各選用站1980年~2018年多年平均水面蒸發量、多年平均降水量,并計算其干旱指數,見表2。由表2 可知,喀什噶爾河流域干旱指數在地區分布上變化范圍較大。本次選用的各站點中,維他克水文站干旱指數最小,僅為5.2；莎車氣象站干旱指數最大,高達22.1。分析蒸發地區分布,可知蒸發存在明顯的垂直地帶性分布規律。總體而言干旱指數隨著高程的增加、隨著降水量的增大、水面蒸發量的減少而減小,山區小于平原區。將各選用站干旱指數與“干濕程度分級表”進行對比,可知流域內僅維他克河的維他克水文站、恰克馬克河的恰其嘎水文站干旱指數在3~7 之間,即以上2 站所在流域的中高山區屬于“半干旱區”；而其它山區及山前平原區的干旱指數均大于7,屬于“干旱區”。

表2 選用站干旱指數分析表

5 結語

干旱指數受地理環境、氣候、降雨等多種因素影響,通過分析探討噶爾河流域水文氣象的27 個雨量站的監測數據,得知噶爾河流域高山區干旱指數在3~7 之間,而其它山區及山前平原區的干旱指數均大于7,流域干旱區面積較大,可為研究區域氣候環境、墑情和水資源調配提供科學依據。