葉爾羌河流域氣候變化對(duì)河流產(chǎn)出徑流的影響

葉爾羌河流域氣候變化對(duì)河流產(chǎn)出徑流的影響

不可否認(rèn)，世界氣候的變化是事實(shí)。氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的各方面的影響,已引起各國政府及科學(xué)家的高度關(guān)注。IPCC第三次評(píng)估報(bào)告(2001年)認(rèn)為:全球地表溫度平均增加了0.6士0.2℃;中國的氣候變化與全球氣候變化的總趨勢是一致的;施雅風(fēng)等研究認(rèn)為:從1987年起,新疆以天山西部為主地區(qū),出現(xiàn)了氣候轉(zhuǎn)向暖濕的強(qiáng)勁信號(hào);何清等計(jì)算了新疆三大區(qū)域地表水資源與氣候的相關(guān)性,并建立了回歸方程。本文利用葉爾羌河流域7個(gè)氣象站1961至2006年的氣候資料和2個(gè)水文站的水文資料,分析河流上、中、下游各段氣候變化特征。分析各段氣候變化對(duì)徑流量的影響為合理利用水資源、調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和保護(hù)葉爾羌河流域塔里木河流域生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。1研究領(lǐng)域的總結(jié)和研究方法1.1山區(qū)附水葉爾羌河是塔里木河最長的源流,全長1097㎞,位于新疆維吾爾自治區(qū)的西南部,流域地理坐標(biāo)是東經(jīng)74°28′～80°54′,北緯35°40′～40°31′。流域總面積9.89×104km2,山區(qū)面積6.08×104km2,占流域總面積的61.5%,平原區(qū)面積3.81×104km2占38.5%。本流域位于歐亞大陸中心,由于南、西、北三面分別受喀喇昆侖山、帕米爾高原和南天山的阻擋,終年處于極端干旱狀態(tài),形成了具有典型干旱大陸性氣候的溫帶、暖溫帶干旱區(qū)。平原降水極少,高山區(qū)的冰雪積累則成了河川徑流幾乎唯一的補(bǔ)給來源,是典型的雪冰補(bǔ)給河流,流域多年平均冰川消融量約占出山口卡群站多年平均徑流量的64.0%,雨雪混合補(bǔ)給占13.4%,地下水補(bǔ)給占22.6%。1.2氣候變化特征在全球氣候變暖的趨勢下,塔里木盆地的氣候存在明顯的季節(jié)差異變化,年和冬季氣溫、年和夏季降水呈現(xiàn)顯著的增加趨勢,為了深入研究葉爾羌河流域的氣候變化,分別利用塔什庫爾干氣象站代表葉爾羌河的上游區(qū);葉城、澤普、莎車氣象站代表葉爾羌河的中游區(qū);麥蓋提、巴楚、阿拉爾氣象站代表葉爾羌河的下游區(qū)。分別統(tǒng)計(jì)上、中、下游各段氣候變化特征。氣象資料的平均值按照中國氣象局規(guī)定,用1971～2000年30年的平均值。對(duì)于年平均氣溫缺測的記錄,用多年平均值進(jìn)行插補(bǔ)處理。所選站點(diǎn)基本信息及各段代表站見表1。2葉爾羌河流域的氣候變化2.1葉爾羌河流域增溫前期平均氣溫特征圖1代表葉爾羌河流域各代表段的年平均變化趨勢,可以看出近45a來葉爾羌河流域的年平均氣溫具有緩慢上升的趨勢,上游區(qū)年平均氣溫變化傾向率為0.24℃/10a,中游年平均氣溫變化傾向率為0.22℃/10a,下游區(qū)年平均氣溫變化傾向率為0.13℃/10a。各代表段尤其是中、下游區(qū)的變化具有較好的同步性。年平均最高氣溫,上游區(qū)出現(xiàn)在1998年(5.62℃),而中游區(qū)和下游區(qū)都出現(xiàn)在2004年,分別是12.7℃和12.37℃。表2中列出了各代表段年平均氣溫趨勢方程及相關(guān)系數(shù),在0.05的信度下,均通過了顯著性檢驗(yàn),說明葉爾羌河流域的增溫趨勢是明顯的。2001年至2006年的年平均氣溫與30a平均值相比,增高0.57℃,其中上游區(qū)增高0.46℃;中游區(qū)增高0.78℃;下游區(qū)增高0.37℃。中游區(qū)的增高最大,而下游區(qū)的增高最小。表3是葉爾羌河流域各代表區(qū)域的年代際平均氣溫變化情況,可以看出70年代上游區(qū)年平均氣溫高于60年代0.33℃;80年代出現(xiàn)降低的趨勢,低于70年代0.12℃,但高于60年代0.21℃,90年代分別高于60年代、70年代、80年代0.67℃、0.34℃、0.46℃,增溫趨勢明顯;2001年至2006年,增溫趨勢更加明顯,較90年代升高0.2℃,比60年代升高0.87℃。80年代中游區(qū)年平均氣溫高于70年代0.1℃,高于60年代0.09℃;90年代年平均氣溫升高明顯,分別高于80年代0.19℃、70年代0.29℃、60年代0.38℃;2001年至2006年增溫趨勢進(jìn)一步加強(qiáng),分別較90年代升高0.62℃、80年代升高0.81℃、70年代升高0.91℃、60年代升高1.0℃。90年代下游區(qū)年平均氣溫高于80年代0.02℃,高于70年代0.14℃,高于60年代0.23℃;2001年至2006年,分別較90年代升高0.32℃、80年代升高0.34℃、70年代升高0.46℃、60年代升高0.55℃,增溫幅度較上游及中游區(qū)小。2.2年降水量的變化趨勢從圖2可看出,葉爾羌河流域近45年來,年平均降水量逐年增加,上游區(qū)年平均降水量變化傾向率為3.59mm/10a,中游區(qū)年平均降水量變化傾向率為7.42mm/10a,下游區(qū)年平均降水量變化傾向率為6.15mm/10a。表4中列出了各代表段年平均降水量趨勢方程及相關(guān)系數(shù),在0.05的信度下,中游區(qū)和下游區(qū)通過了顯著性檢驗(yàn),說明葉爾羌河流域中游區(qū)和下游區(qū)的年平均降水量增加趨勢是明顯的。但上游區(qū)年降水量趨勢方程的相關(guān)系數(shù)很低,不能通過0.05的顯著性水平檢驗(yàn),說明年平均降水量的增加趨勢不明顯。2001-2006年的年平均降水量與30a平均值相比,上游區(qū)增加20.0mm;中游區(qū)增加30.14mm;下游區(qū)增加32.72mm。增幅分別為29.36%、54.72%、60.65%。從表5可看出,上游區(qū)70年代年平均降水量較60年代減少8.0mm;而80、90年代有所增加,較70年代分別增加7.46mm、7.36mm,但較60年代略有減少,分別減少0.54mm、0.64mm;2001年至2006年,增加趨勢較明顯,分別較90年代增加17.58mm,較80年代增加17.48mm,較70年代增加24.94mm,較60年代增加16.94mm。中游區(qū)70年代較60年代減少1.85mm,80年代較70年代增加11.51mm,較60年代增加9.66mm;90年代較80年代增加7.02mm;2001年至2006年,增加趨勢明顯,分別較90年代增加21.62mm,較80年代增加28.64mm,較70年代增加40.15mm,較60年代增加38.30mm。下游區(qū)70年代較60年代減少4.92mm,80年代較70年代增加9.48mm,較60年代增加4.56mm;90年代較80年代增加3.46mm;2001年至2006年,增加趨勢明顯,較90年代增加19.60mm,80年代增加23.06mm,70年代增加32.54mm,60年代增加27.62mm。葉爾羌河流域的氣溫、降水變化特點(diǎn)與新疆氣候變化趨勢是一致的。3葉爾羌河下游地區(qū)出生長的年徑流趨勢葉爾羌河是昆侖山北坡最大的河流,主要支流有拉斯開木河、阿克塔蓋河、克勒青河、塔什庫爾干河、提孜那甫河、烏魯克河和柯克亞河等。流域沿岸渠系密布,是葉爾羌河灌區(qū)的主要水源。本文利用卡群站1954年至2000年的年平均地表徑流量資料,代表葉爾羌河的出山口徑流量;用阿拉爾站1957年至1998年的年平均地表徑流量資料,代表葉爾羌河下游區(qū)的徑流量。圖中yk、ya分別表示卡群站、阿拉爾站的年徑流量的趨勢項(xiàng),可以看出,卡群站的年徑流量呈增加趨勢,線性趨勢傾向率為0.926×108m3/10a;阿拉爾站的年徑流量呈減小趨勢,線性趨勢傾向率為-2.502×108m3/10a。阿拉爾站的徑流量減少的主要原因是中游區(qū)農(nóng)業(yè)和生活用水增加,特別是河流在巴楚縣境內(nèi)被攔蓄在小海子水庫內(nèi),其多年平均年輸水量僅占塔里木河總徑流量的3%左右。4氣溫和降水量變化趨勢(1)近45a來葉爾羌河流域的氣溫呈緩慢上升趨勢,其中上游年平均氣溫變化傾向率為0.24℃/10a,中游年平均氣溫變化傾