氣候變化概況及成因范例6篇

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氣候變化概況及成因范文1

關鍵詞 干旱災害;農業;影響;山東定陶

中圖分類號 S162 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)14-0234-01干旱是一種因長期無雨或少雨造成空氣干燥、土壤缺水的氣候現象,是干旱、半干旱地區的基本特征。長期大范圍的干旱可形成旱災,使農作物嚴重缺水,作物根系不能吸收足夠的水分以補償蒸騰作用消耗,致使作物體內水分狀況惡化影響正常發育而造成大幅減產,甚至顆粒無收[1]。定陶縣位于山東省西南部,地處湖西平原區,屬溫帶季風氣候,年降水量季節分配不均,其中60%的降水集中在夏季,秋、冬、春季干旱缺水為當地基本水情,以冬春干旱對農業影響最大。2010年9月下旬至2011年2月底,山東省平均降水量僅有15 mm,較常年偏少80%,全省氣象干旱已達特大干旱等級,氣象干旱概率達到60年一遇,有232.6萬hm2冬小麥受旱,近400座水庫干涸,380多條河道斷流,3.5萬眼機電井出水量明顯不足。該文分析了此次干旱災害成因及對定陶縣的影響,并提出科學應對氣象災害的抗旱救災措施。

1 干旱概況

2010年9月23日至2011年1月12日,定陶縣逾120 d未出現有效降雨,氣象干旱概率達200年一遇;至1月28日,定陶縣所在的菏澤市平均降雨量1 mm,比歷年同期偏少99%,連續125 d無有效降雨,農田墑情下降,旱情蔓延;至2月5日,全縣共降水14 mm,此常年同期偏少80%,其中2010年12月至2011年2月基本無降水,加上冬季氣溫偏高,土壤失墑嚴重,形成冬春連旱。

2 干旱成因分析

2010年入冬后,南方暖濕氣流較弱,位置偏南,定陶縣所在的山東省一帶受上空缺乏偏南暖濕氣流影響,大氣干燥;盡管冬季冷空氣活動頻繁,但路徑偏北、強度偏弱;這種冷空氣偏北、暖氣流偏南現象致使山東地區上空少有冷暖空氣匯合,無法形成降水;同時,地面上北方氣旋影響較多,帶來大風天氣加劇水分蒸發。分析表明,降水偏少是由2010年7月開始的拉尼娜事件影響,通常拉尼娜事件發生年份的11—12月定陶縣及其附近地區降水量偏少概率為80%以上。

3 干旱對農業的影響

3.1 對冬小麥的影響

定陶縣常年種植冬小麥4.67萬hm2以上,2010年10月以來的持續干旱少雨使全縣冬小麥大面積受害。定陶縣是干旱嚴重的地區之一,2010年秋冬期間,冬小麥出現大范圍秋冬連旱,由于冬季氣溫起伏較大,重旱地塊冬小麥安全越冬面臨嚴峻考驗,受寒旱影響,大部分麥田麥苗枯黃,甚至死苗[2]。這與冬小麥秋播時土壤墑情不足、整地質量不高,且播后無越冬水澆灌等因素直接相關。

3.2 對春播的影響

定陶縣2010年秋冬春連旱,由于種植區降水少或無降水,影響適時播種,農民延遲播種,導致播種面積下降;或即使播種,種子難發芽出苗造成返種;使作物生長后期利用土壤水分、養分能力下降,產量降低[3]。

3.3 對病蟲害的影響

受干旱及冬季低溫天氣等影響,定陶縣2011年春季多種病蟲害發生較晚,整體發生程度較輕。其中,小麥紋枯病、紅蜘蛛發生偏重,平均病株率15.1%;白粉病零星發生;小麥蚜蟲較常年同期偏低;尺單行蟲量發生較重;小麥吸漿蟲1.8~76.5頭/m2,平均25.2頭/m2。2011年春季氣象條件適宜灰飛虱發生,為玉米粗縮病、水稻條紋葉枯病和水稻黑條矮縮病提供傳毒蟲源,可能會導致麥田兼治灰飛虱。

4 農業抗旱救災措施

4.1 建立預警機制,加強部門聯動

面對多年罕見的災情,氣象部門建立健全氣象災害預警機制,與農業、水利等部門聯動,積極啟動應急預案,充分發揮公共氣象服務在抗旱救災中的作用,對“旱情、苗情、墑情”進行監控,合理調配資源,全面支持抗旱和配合抗旱工作[4]。截至2011年2月28日,全縣引入黃河水逾3 500萬m3,開挖溝渠41條、逾260 km,出動勞動力逾20萬人次,抗旱機械逾4 000套,灌溉麥田48 140 hm2。

4.2 加強農業基礎設施建設和生產技術管理

加強定陶縣農業水利設施建設,對水庫、堰塘、溝渠等進行整修或擴建,以保證旱能灌澇能蓄;加大農業技術抗旱資金投入,設立專門的農業抗旱救災技術推廣小組,宣傳推廣節水抗旱成功技術。同時,根據定陶縣干旱發生規律,引進適宜農業生產的防旱抗旱農業先進種植技術,引進抗旱、耐貧瘠的優良農作物品種,增強當地農業生產的抗災救災能力。

5 參考文獻

[1] 阿帕爾,葉爾克江,阿斯馬.昌吉市氣候干旱指標對比分析[J].沙漠與綠洲氣象,2009,3(3):22-25.

[2] 成林,劉榮花,申雙和,等. 河南省冬小麥干旱規律分析[J].氣象與環境科學,2007(4):3.

氣候變化概況及成因范文2

關鍵詞:南屯鄉 地質災害 防災減災

中圖分類號:X43 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)05(b)-0127-02

2012年7月21日,河北省淶源縣遭遇特大罕見暴雨襲擊,縣內部分鄉鎮和村莊遭到嚴重破壞,災后群眾損失慘重。在7.21特大洪災中,淶源縣南屯鄉是受災較為嚴重的鄉鎮之一,致使受災村民無收入來源和棲身之所,基本生存條件喪失,省、市等各部門高度重視。因此研究地質災害類型特征及成因特征和防治措施,為防災減災提供了重要意義。

1 區域概況

1.1 氣象水文

該區屬暖溫帶大陸氣候,南北氣候變化差異較大,四季分明,具有春旱多風,夏季多雨,秋爽冬寒的特點;一月份平均氣溫最低,為-7.5 ℃,七月份平均氣溫最高,達23.5 ℃;全年雨量分布不均,降水多集中在7~9月,日最大降水量378.6 mm(2012年),多年平均降水量525.5 mm(1971~2003年)。

該區地處拒馬河流域。拒馬河發源于縣城南旗山腳下,以地下水溢出成泉群形式變為地表水。淶源境內干流長45.65km,流域面積1656 km2。該河為常年基河流,河道為砂卵石河床,槽形比較穩定,河槽寬100~200 m。坡降為1/100~1/170。因季節性強,河流變幅較大。最大年徑流量為4.79×108 m3,最小年徑流量2.14×108 m3,多年平均徑流量2.8×108 m3。調查區內發育有兩條溝谷G1、G2。G1和G2為季節性溝谷,旱季干涸,雨季時匯集少量水流,最終流入拒馬河。

1.2 地形地貌及地質概況

1.2.1 地形地貌

調查區地處太行山淶源盆地。海拔高程780~1643 m,高差863 m,地勢南高北低。調查區以南為山地地形,局部較陡峭,坡度35°~60°。調查區以北為沖洪積緩斜地小區,坡度10°~35°。調查區內分布有溝谷2條,并常見有沖溝。調查區內植被發育有松樹、刺槐、荊條,雜草(如表1)。

1.2.2 地質概況

調查區斷裂構造以北東向為主,總體走向60°~70°、傾向北西,傾角55°~80°,斷裂帶寬2~50 m不等,斷裂上盤(北西盤)下降,為正斷層。

該區出露的地層主要為第四系沖積洪積地層,各地層及巖性由老到新依次為:

太古界振華峪組(Arwtz):黑云斜長片麻巖夾黑云角閃斜長片麻巖,部分地段夾黑云片巖。溝谷坡岸地區解理裂隙發育,破碎嚴重。

第三系始新統三段(E23):由礫巖夾砂巖或黃紫色、紫紅色粘土巖,膠結不緊密,多為半膠結。

第四系下更新統至全更新統(Q1~Q4):由洪積礫石層、粘土層及卵石、砂和黃土組成。

3 現代地質環境演化及地質災害

3.1 現代地質作用

區內主要有流水、重力、風化和潛蝕等現代地質作用。

(1)流水作用(側向侵蝕)。

它是區內最重要的現代外力地質作用,包括面狀流水剝蝕作用和線狀流水侵蝕作用。面狀流水剝蝕作用主要出現于溝谷坡地,地面坡度多在0.5°~3°之間,頂部由黃土覆蓋,地面流水動能小,水流作用強度小,主要表現為輕微的地面剝蝕,地表成土作用較強。線狀流水侵蝕作用廣泛分布與區內山坡和溝谷內,流水匯聚于細溝和切溝中,使其不斷擴大,形成沖溝。由于洪積粘土和坡積裙黃土、黃土狀亞砂土組成,在溝谷坡地,流水侵蝕與搬運作用表現的非常突出,是岸坡地帶的主要外力作用。

(2)重力作用。

集中出現于溝谷岸坡的高陡斜坡地帶,常與流水侵蝕相伴,特別是流水側蝕作用較強的岸坡地帶,重力崩塌,撒落,錯落現象十分明顯,形成重力地貌和災害性地質現象。

(3)風化作用。

該區風化作用主要為物理風化作用。表現于巖石在溫度的變化下,表層與內部受熱不均,產生膨脹與收縮,長期作用結果使巖石發生崩解破碎。

(4)潛蝕作用。

它是該區地表水和地下水滲流轉化中的特殊作用,這種作用起因于區內黃土和河流沖積、洪積、坡積物的特殊性,從而導致區內溝谷坡地各種潛蝕地貌的產生。

3.2 地質災害類型

(1)水土流失。

有風化和水流側向侵蝕作用組成了水土流失現象。

該區溝岸谷坡為水土流失的嚴重危及區,在溝谷坡地最大侵蝕模數可達到1000t/a·km2,水土流失導致調查區的絕大多數地段土地貧瘠,土壤層厚度不足20 cm,局部地段不足10 cm,大部分谷坡地帶母質層、植被稀疏、植物種類單一,難以形成有效的地面植被覆蓋層。

(2)崩塌(塌岸)。

崩塌現象普遍發生于溝壁岸坡地帶,區內塌岸大多為土體岸坡崩塌,少數巖質崩塌,規模普遍較小。由于風化及河流侵蝕而形成的懸崖峭壁頂部張裂隙非常發育,經常發生崩塌,并將大量崩塌物堆積于坡角地帶,造成坡腳附近引水渠道被破壞。

(3)泥石流。

區內泥石流為暴雨溝谷型泥石流,規模較小,一般小于2×104 m3/km2。泥石流特征不典型。泥石流的產生是降水的主要作用和地面受暴雨作用的被動作用相互影響結果。暴雨和大暴雨及連續降水是泥石流發生的主因,地面地質條件是重要因素,包括物質淶源、儲量、構造節理裂隙發育程度、溝谷坡降、匯水面積、植被覆蓋程度、山坡坡度、松散層厚等。

3.3 地質災害成因分析

(1)地貌因素。

該區地質災害的形成與地貌演化過程密切相關,水土流失與流水地貌演化共存;崩塌是重力地貌的演化過程;地面塌陷是潛蝕地貌發育的結果。目前,該區地貌演化的主導作用是流水地質作用,其他外力作用均受控于這一作用或受其影響。調查區地勢南高北低,以南為山地地形,以北為沖洪積緩斜地小區,由溝谷基本特征表可見溝谷的高差、坡度及比降較大,因此為降水形成的地表徑流提供了較大的水力坡度,增加了水的侵蝕和搬運能力,因此形成了廣泛的水土流失。大量的水土流失是產生河道泥石流、溝壁岸坡崩塌的主要原因,深切溝谷也為潛蝕地貌的發育提供了空間條件,促使地面塌陷的形成。

(2)氣候與植被因素。

該區屬暖溫帶大陸氣候,南北氣候變化差異較大,四季分明,具有春旱多風,夏季多雨,秋爽冬寒的特點。區內所生長植被主要有松樹、刺槐、荊條和雜草,這些植被因季節更替,固土及附土能力會逐漸變弱,使水土流失加快作用。

(3)地層巖性因素。

該區的地層大多為松散地層,區內粘土地層物質的內聚力和抗蝕能力與黃土區相類似,即抗蝕能力差,為侵蝕作用提供了有利條件,粘土地層干燥時硬度大,遇水后易分解離散、隨水流失。該區的地層巖性為水土流失與潛蝕作用提供了客觀條件。

(4)人為因素。

人類工程活動是誘發地質災害的一個重要因素,①部分采礦及選礦場破壞地形地貌,改變了地表水徑流方向。②由氣候與植被可見,該區的生態環境脆弱。而長期以來,人們對土地的廣泛耕種、過度放牧及對林木和灌草叢的砍伐更加劇了其環境惡化的進程。

4 地質災害防治措施

本區地質災害防治應針對不同的地質環境問題和地質災害類型,因地制宜地采取不同的防治措施。

4.1 水土流失的防治措施

對水土流失的防治,應遵循預防和治理相結合,以預防為主的原則,該區大多地段為地面坡度較大的溝谷分布區,且土地貧瘠。

該區水土流失的防治應采取以下方式:一是采取生物和工程措施并舉的方式,通過植樹造林、草灌結合,種植抗旱保水的植物,用強大的根系固土保水,與坡地梯田、魚鱗坑及其他小流域治理工程相結合,將會取得良好的效果;二是采取退耕、封育、禁牧等措施;在該區不易耕作的荒坡地帶采取封育、禁牧等措施;在不易耕作的非基本農田地帶,實行徹底的退耕還林還草。對已退耕的林、灌、草地區,應嚴防亂砍濫伐,促進生態環境的自然修復,增加植被覆蓋度,以加快水土流失治理進程;三是對區內農業經營方式進行系統調整,宜農則農、宜林則林、宜牧則木,科學引導和區別對待溝谷坡地、坡麓溝底等不同地貌部位的農、林、牧業經營方式,推廣先進、適用的種植和經營技術,加強生態環境建設和農業系統改造,合理開發利用區內自然資源,使資源開發和生態保護實現良性循環。

4.2 崩塌防治措施

該區發生的溝壁岸坡崩塌主要是由于溝谷流水的側向侵蝕作用導致懸崖峭壁的形成,進而有重力作用形成。

針對當地實際情況,其防治措施宜采用修筑攔擋工程,對于區內的土體岸坡崩塌,由于其規模較小,可修筑攔擋構筑物,攔截崩塌體造成的危害,以建立落石槽、攔石堤或攔石墻為宜。對于重點剖面,在危巖下部的斜坡地帶,修建攔石堤兼擋土墻,既可攔截上方危巖塌落,又可保護堆積層斜坡的相對穩定性,對危巖下部的剖面起到保護作用。此外,應建立破頂排水防滲系統,在保護區剖面分布區的土體岸坡頂部,修建地表排水系統,攔截匯集降雨產生的徑流,并利用排水溝將地表徑流排除坡外。

4.3 泥石流的防治措施

氣候變化概況及成因范文3

關鍵詞:降雨特征;變化趨勢;暴雨;徑流;渭河

中圖分類號:P426 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1683(2017)02-0029-08

受全球氣候變化影響,極端強降水事件頻發,城市化進程的加快,進一步加劇了降水時空分布不均和局部強降水事件的發生。如何對降水和徑流等氣象水文要素變化特征進行科學識別,并對其變化成因進行分析對于區域水資源管理具有重要意義。國內外諸多學者對不同尺度降水特征進行研究并取得許多有益的成果。姚惠明利用動態泰森多邊形模型計算并分析1951年-2006年中國降水演變趨勢,從全國尺度和區域尺度研究降水量時空間分布,并對不同時段降水量震蕩周期、演變與突變趨勢進行分析。馮強等研究了我國降雨的時空分布特征以及與降水相關的暴雨洪澇災害變化特征。張建云等研究發現北方地區近幾年降水量有所增加,然而仍低于多年平均值。王小玲等基于506個測站逐日降水資料分析我國8個區域年降水量、平均降水強度和年降水頻率的變化趨勢,研究發現:年降水量、平均降水強度和年降水頻率存在顯著的區域變化特征。姜仁貴等采用線性和非線性小波分析對Alberta省降水特征進行分析,并對降水時空分布成因進行剖析。張皓,束美珍等分析了華北地區、海河流域降水量時空變化特征,發現年均降水量呈由東南向西北逐漸減少的趨勢。多位學者從應對氣候變化、災害風險管理等角度分析流域降水的變化趨勢。

渭河是黃河最大支流,是陜西人民的母親河、生命河,渭河流域水文要素變化受到國內學者廣泛關注。新世紀以來,渭河發生了“03.8”、“05.10”、“11.9”等洪水,造成巨大損失。2010年,陜西省委、省政府站在全省經濟社會發展戰略高度,提出了全線整治渭河的科學決策。根據《陜西省渭河全線整治規劃及實施方案》,計劃用五年時間通過加寬堤防、疏浚河道、整治河灘、水量調度、綠化治污、開發利用,實現渭河“洪暢、堤固、水清、岸綠、景美”的目標。本文以陜西渭河流域12個雨量站和渭河下游華縣水文站為研究對象,采用趨勢分析、突變檢測等方法,分析渭河降水變化特征,并探討徑流變化與影響因素之間聯系,分析變化成因,以期為合理開發利用渭河流域水資源,促進流域經濟社會可持續發展提供參考。

1資料及方法

1.1研究區概況

渭河全長8 18 km,流域總面積1 3 48萬km2,位于34°-38°N和104°-110°E之間。流域發源于甘肅省渭源縣鳥鼠山,由西向東橫貫甘肅東部,在陜西省寶雞縣鳳閣嶺鄉附近進入陜西境內。研究區概況及文中所采用的雨量站、水文站見圖1。

1.2數據來源

采用1961-2013年共53年陜西渭河流域12個典型氣象站點逐日降水資料進行分析,站點名稱如圖1所示。數據來源于中國氣象科學數據共享服務網。對于少部分缺測數據,采用鄰近站點進行插補。選取渭河下游干流控制站華縣站,分析徑流變化趨勢。徑流數據來源于陜西省水文年鑒,徑流時間序列截至2010年。

四季時段按氣象部門的標準劃分,即春季3月-5月,夏季6月-8月,秋季9月-11月,冬季12月-次年2月。采用固定臨界值進行不同量級降水日數的劃分。按照我國雨量等級劃分標準,定義:小雨(0~9.9 mm/d)、中雨(10~24.9 mm/d)、大雨(25~49.9 mm/d)、暴雨(≥50mm/d);定義:日降水量≥50mm為一個暴雨日,暴雨量/暴雨日數為暴雨強度,年暴雨量占年總降水量百分比為暴雨貢獻率。

1.3分析方法

借鑒當前國內外主要水氣象變化趨勢分析方法,結合渭河流域降雨和徑流時序特點,本文采用滑動平均法、累積距平、線性傾向估計法分析雨量站、水文站降水和徑流變化特征;采用滑t檢驗,有序聚類,雙累積曲線法分析其突變性。

2結果與分析

2.1降水變化趨勢

2.1.1降水量年際變化特征

陜西渭河流域1961年-2013年均降水量變化趨勢見圖2。年均降水量為624 8 mm,整體呈減少趨勢,年均降水量以13 2 mm/(10a)的速率減少。該區域年均降水量年際變化大,最大值出現在1964年,為880.1 mm,最小值出現在1997年,為376.1mm,兩者相差504 mm。

從圖2可以看出,1961-70年代初,降水量呈緩慢下降趨勢;70年代初-80年代中期,降水量呈波動增加趨勢;80年代末-90年代末,降水量呈大幅波動下降趨勢;90年代末-2013年降水量呈上升趨勢。流域年均降水量最大值為平均值的1.6倍,為最小值2.9倍,這些說明降水量年際變化幅度大。各站降水均呈現減少趨勢,降水量以3 5~45mm/(10a)的速率減少。華山站減少幅度最大,為45mm/(10a);秦都站減少幅度最小,為3.5 mm/(10a)。

2.1.2降水量年代變化特征

按不同年代分別計算各站降水量,結果見表1。

各站降水量變化和渭河年均降水量變化呈現一致性,20世紀60年代各站降水大于多年平均值;20世紀70年代呈現減少趨勢、接均值;20世紀80年代降水有所增加;但是20世紀90年代以來降水明顯減少,和20世紀世紀60年代相比,減少幅度將近50%;新世紀以來,降水接近或者略高與多年平均值。各站20世紀90年代平均降水量占20世紀60年代的45%~63%;占多年平均值的48%~76%。特別是東部華縣站20世紀90年代平均降水量為279.8 mm,不及60年618.6 mm的一半,也不及多年平均值的一半。劉梅等研究發現渭河全流域降水量呈減少趨勢,空間上華山的減少最為顯著,和本文分析結果相同。

進入新世紀,各站降水量有所增加,降水量和90年代相比增加了30%~99%,平均增加了73%。研究區北部的耀縣站增加90%,華縣站增加了近一倍。大部分站降水量接近多年平均值,部分站略大于多年平均值。

2.2降水量的年內分布

陜西渭河流域1961年-2013年降水年內變化見圖3。圖3表明1961-2013年研究區降水的年內分布很不均勻,1月、2月、3月,11月,12月的百分比為1%~4%,4月、5月、10月的百分比為5%~10%,6月、7月、8月,9月的百分比為10%~20%。降水主要分布在7、8月,其次為9月、6月,分別占到19.5%,17.3%,16.9%,10.4%。

6月份降水量最大的為武功站1961年364.2mm,占全年降水1 118.3 mm的31%;7月份降水量最大的為武功站2007年446.87 mm,占全年降水1 222.6 mm的365%;8月份降水量最大的為太白站1981年509.6 mm,占全年降水1 197.0 mm的42.6%;9月份降水量最大的為武功站1984年397.0 mm,占全年降水1100.4 mm的41.29%;10月份降水量最大的為華山站1983年208.6 mm,占全年降水1100.4 mm的18.8%。

2.3降水量的季節變化特征

陜西渭河流域降水季節分布見圖4,研究區降水季節差異大。春、夏、秋、冬四季降水分別占全年降水的20.8%、46.3%、20. 3%和3.6%,降水主要集中于夏季,占全年降水的近一半。春季降水占年降水百分比在2.6~46.8%;其中,吳旗站1998年春季降水241.3 mm,占年降水526.7 mm的46 8%,為最大比例;洛川站1961年春季降水15.5mm,占年降水602.3 mm的2.3%,為最小比例。夏季降水占全年降水百分比在13.3~83 8%;其中,吳旗站1995年夏季降水353.5 mm,占全年降水421.8 mm的93.8%,樽畬蟊壤;永壽站1974年夏季降水80.6 mm,占年降水605.5 mm的13.3%,為最小比例。秋季降水占年降水百分比在6.2~67.4%;其中,吳旗站2008年秋季降水239.5 mm,占年降水355.2 mm的67 4%,為最大比例;華山站1998年秋季降水53.1 mm,占全年降水85.07 mm的6.2%,為最小比例。冬季降水占年降水量百分比小于15.5%;其中,華縣站1997年冬季降水43.3 mm,占年降水279.8 mm的15.5%,為最大比例;吳旗站1992年、1999年冬季降水都小于1 mm,秦都站1992、1999年冬季降水為1.2 mm、0.2 mm,華縣在1999年冬季連續三月未降水。

陜西渭河流域各季節降水變化趨勢見表2。從季節降水量變化趨勢看,春季和秋季降水呈減少趨勢。春季降水減少傾向率為4.8~18.6 mm/(10a),華山站降水呈減少趨勢最為突出為18 6mm/(10a)。秋季降水減少傾向率為1.4~19.7mm/(10a),洛川、太白、永壽、武功、華山、秦都等減少傾向率為都大于10 mm/(10 a)。夏季降水,除蒲城、華山、華縣、太白略有減少外,其余地方呈增加趨勢;降水增加傾向率分別為1.4~14.7/(10a)。冬季降水,除吳旗、武功、華山三站呈現水平趨勢外,其余地方呈微弱增加趨勢,增加傾向率為0.3~1.8/(10a)。由降水量的季節變化可知,陜西渭河流域近年的降水量減少主要是以春季和秋季的顯著減少為主,部分測站夏季、冬季降水有微弱增加趨勢。來文立研究發現渭河流域夏、冬兩季降水量變化趨勢不明顯。

2.4降水日數趨勢分析

2.4.1降水日數分析

1961-2013年研究區域所有站點年降水日數在59-178 d之間;平均為86 d。降水日最多的是1964年武功站,日數為178 d;最少的是1995年吳旗站,日數為59d。小雨日數49-140 d之間,占總日數的64 1~95.9%,平均為80.6%./J、雨日數最少的是1995年華縣站、2013年洛川站49 d;日數最多的是1964年隴縣站140 d。中雨日數3~27 d,占總日數的2.7%~78.1%,平均14.0%;最少的是1968年吳旗站2 d;最多的是1983年武功站、1961太白站,均為30 d。年大雨日數小于20 d,占總日數的11.5%以下,平均為4.6%;日數最多的是1984年武功站,1964、1974、1984年華山站均出現13 d的大雨天氣。年暴雨日數小于6 d;占總日數4.4%以下,平均為0.8%;暴雨日數最多的是2011年太白站6 d。

1961年以來陜西渭河流域降水日數均呈現減少趨勢,變化趨勢見表3。

各站的年降雨日數均呈現明顯下降趨勢,減少傾向率為11~29 d/(50a);降水日數減少最為明顯的是武功、華山。小雨日數均呈現減少趨勢,減少傾向率為11~26 d/(50a)。除隴縣外,中雨日數呈現減少趨勢,減少傾向率為1~5 d/(50a)。大雨日數和暴雨日數變化不明顯。各站總降水日數減少趨勢和和小雨日數減少趨勢基本一致。

2.4.2降雨日數和年降水量關系

陜西渭河流域年平均大雨日數和年均降水量相關分析見圖5。在所有降雨日里,小雨日數占總降雨日數為80.6%左右;中雨日數占總降雨日數的14.0%左右。盡管小雨日數、中雨日數所占比例較大;但是通過對陜西渭河流域降水日數與年平均降水量進行相關分析發現,研究區平均大雨日數與年平均降水量存在顯著正相關關系,相關系數為0.85。年平均降水量越大,年大雨日數出現頻次愈高;大雨出現日數是影響年降水量的多少的重要因素。

2.4.3暴雨分析

研究區暴雨在4月-10月份都有發生。暴雨常出現在5月-9月,集中出現在主汛期(7月-8月)。汛期(6月-9月)暴雨日數占全年暴雨日數的92%,主汛期暴雨日數占全年暴雨日數的67%。

(1)暴雨初日和暴雨終日。

若年度中僅出現一次暴雨,則暴雨初日和暴雨終日為同一天。暴雨初日最早出現在隴縣站2002年4月4日,日降水量53.8 mm。暴雨終日最晚出現華山站1957年在10月27日,日降水量50.8 mm。

(2)暴雨強度。

1961年-2013年研究區平均暴雨強度為68mm/d,各站的平均暴雨強度在64 d~73 mm/d之間。太白站平均暴雨強度最小為64.7 mm/d;隴縣站平均暴雨強度最大為73.0 mm/d。結果表明:各站近年暴雨強度呈一定的特征,研究區的西部和北部,暴雨強度呈現增大趨勢;研究區的東部和南部,暴雨強度呈現微弱減小趨勢;特別是研究區西部的隴縣站暴雨強度增大尤其明顯。

(3)暴雨貢獻率。

在1961年-2013年出現暴雨事件中,暴雨貢獻率在5.5%~54.8%之間;平均為15%。2008年隴縣站的暴雨貢獻率最大為54.8%;1968年華山站的暴雨貢獻率最小為5.5%。在所有暴雨事件中,除耀縣站外,均發生過大暴雨事件。年最大日降水量為隴縣站2010年7月23日,日降水量214.6mm;武功站2002年6月9日,日降水量203.3 mm。

2.5降水周期分析

采用小波方法對渭河流域各雨量站年降雨量周期進行分析,以鳳翔和洛川兩個測站為例,見圖6。結果表明:不同測站呈現出不同的周期,根據周期的顯著性狀況,可以將這些測站分為兩類。第一類有較為顯著周期性特征測站,包括:鳳翔、武功、華縣、秦都、蒲城、耀縣、永壽和太白8個測站有較為顯著的周期性(圖略),但是不同測站周期存在較大差異。以鳳翔站為例,在1975年-1990年期間,發現顯著(圖6(a)中黑色范圍內)的1~2a和8a左右的周期振蕩,而在其余時期周期性不明顯。第二類沒有表現出顯著周期性特征測站,包括:洛川、華山、隴縣和吳旗4個測站(圖略),以洛川為例,從圖6(b)中可以發現,在整個研究期內,都未表現出顯著的周期性。

2.6渭河華縣站徑流變化

2.6.1華縣站年徑流年代變化

華縣站1935年-2010年徑流量的變化特征及趨勢7(a)所示,呈減少趨勢。1935年-2010年,華縣站多年平均年徑流量為73.85億m3。70多年間,徑流量的年際變化差異較大,大于平均值年數和小于平均值年數分別為35年和41年。年徑流量最大值為1964年187.6億m3,最小值為1997年16.83億m3。最大值為平均值的2.54倍,為最小值的11.15倍。圖7(b)為陜西渭河華縣站年徑流量累積距平曲線。華縣站年徑流量1935年至20世紀60年代末均為徑流量偏豐年代,其中1964年達187.6億m3,為最大值,比平均值多11 3.75億m3。20世紀70年代初期至20世紀80年代中期,年徑流量略小于平均值。20世紀80年代中期至2010年,徑流量呈現下降趨勢。21世紀以來,除了2003年徑流量為93.39億m3,外,其余年份,徑流量均低于平均值。華縣站徑流量年代平均值如7(a)所示。1935年-1970年,平均年徑流量約為93.37億m3;1971年-1985年,平均年徑流量約為70.56億m3;1986年-2010年,平均年徑流量約為47.72億m3。

3.6.2華縣站年徑流突變分析

圖8(a)中為華縣站滑動t統計量曲線。n=76n1=n2=8給定顯著性水平α=0.01,α=0.001,按照t的分布自由度,v=14,t0.01=±2.98;t0.001=±4.14。從1951年以來,t的統計量有4次超過0.01顯著性水平,有一處極大值,1990年。t的統計量在1990年-1993年超過0.01顯著性水平,但沒有通過0.001顯著性水平檢驗。表明華縣站年徑流量自20世紀30年代以來,出現了兩次明顯的突變。20世紀30年代至20世紀60年代末,年徑流量呈現增加趨勢;20世紀70年代有減少的,1980年以來有所增加;20世紀90年代年徑流量經歷了一次增加到減少的轉變。華縣站的年徑流量序列離差平方和Sn(τ)曲線如圖8(b)所示。華縣站1935年-2010年的離差平方和Sn(τ)曲線在1968年出現最低,并且在1985年和1990年出現極小值。

華縣站年徑流量和平均降水量的雙累積曲線如圖9所示,其中降水和徑流數據采用1961年-2010年。渭河降水量最多生在20世紀60年代,20世紀70年代以來,華縣站徑流量呈現減少趨勢,尤其是20世紀90年代以來,減少趨勢顯著。降水量的變化與徑流變化的趨勢吻合。綜合分析,渭河華縣站徑流量的突變點出現在20世紀70年代初和20世紀90年代初,大約在1968年一1970年、1985年-1991年。肖潔采用曼肯德爾法、R/S法及有序聚類分析法對渭河干流徑流變化趨勢進行了分析,得到華縣站徑流量的突變點為1969年和1991年,和本文計算結果一致。

渭河流域徑流變化主要由氣候變化和人類活動引起。氣候變化對徑流的影響主要表現為降水減少和潛在蒸散的增加。降雨量偏少是造成渭河干流徑流量減少的主要原因。人類活動對流域徑流的影響主要表現為20世紀70年代以后流域內大規模的水利工程、水土保持措施和工農業用水的增加,國民經濟發展耗水量的明顯增加,水土保持用水量的增加,城鎮化的不斷推進。馮家山,石頭河,寶雞峽,金盆水庫等水利工程改變了天然徑流原有節律,致使渭河徑流特征發生了變異,客觀上減少了徑流量。工程措施和工農業耗水量不斷上升,人類活動對渭河徑流的影響越來越劇烈,導致徑流量不斷減少。

3結論

在全球氣候變暖背景下,本文分析了陜西渭河流域1961年-2013年降水和徑流分布特征,得到以下主要結論。

(1)陜西渭河流域1961年-2013年的年均降水量為624.8 mm,降水整體呈減少趨勢,以13.2mm/(10 a)的速率減少。該流域降水年際變化大;20世紀70年代初-20世紀80年代中期,年平均降水量呈波動增加趨勢;20世紀80年代末-20世紀90年代后末,降水呈大幅波動下降趨勢;20世紀90年代后期-2013年,平均降水呈上升趨勢。

(2)陜西渭河流域降水量的年內分布很不均勻。降水主要分布在7、8月,其次為9、6月,其月平均百分比分別為19.5%,17.3%,16.9%,10.4%。春季和秋季降水量呈減少趨勢;夏季和冬季降水量微弱呈增加趨勢;近年的降水量減少主要是以春季和秋季的顯著減少為特點。

氣候變化概況及成因范文4

一、研究區概況

濕地是地球上具有多功能的獨特生態系統,對于全球元素循環及平衡產生極為重要的影響,全球變化圍繞陸地-人類-環境系統變率和變化因素,對自然生態系統服務的影響以及系統脆弱性、恢復力和適應性機制來開展工作(白軍紅. 2003; 劉興土. 2007;于貴瑞等.2013)。土地是各種陸地生態系統的載體,土地利用是人類生存與發展不可缺少的活動,土地利用變化以及由此導致的土地覆蓋格局的改變,既改變了生態系統的結構,使生物多樣性損失、生態系統生產力下降,又導致生態系統功能的改變,對維持生態系統服務功能起著決定性作用。

鄱陽湖區(圖1)是動態變化的統一體,也是一個多類型、開放型濕地系統組成的自然-經濟-社會的復合體,發育了獨特的湖泊草洲濕地生態系統(周文斌,萬金保. 2012.)。受區域經濟的迅速發展和長江上游水利工程、水資源開發、農業發展等影響,鄱陽湖出現了濕地萎縮、植被退化、生物多樣性降低、水資源季節性短缺、江湖調蓄能力大幅度降低等問題(胡振鵬. 2010;鄢幫有等.2010)。從20世紀80年代開始實施的“三江湖工程”集中于生態恢復和減貧,1998年特大洪災后,國家在鄱陽湖區開始實施了“退田還湖”工程等增強生態系統服務功能的濕地恢復政策(姜魯光. 2010),使鄱陽湖區土地利用格局發生明顯變化。

二、研究方法

通過文獻查閱,圍繞鄱陽湖區“三圍”現象土地利用的相關數據,基本包括“圍湖造田、圍湖造城、圍湖造地”的基本分布資料,如“圍湖造田”與“退田還湖”的時間、面積等數據;以及“圍湖造田、圍湖造城、圍湖造地”對湖泊、濕地功能影響的相關數據(黃海高程)等。數據提取標準一致,數據提取后利用Excel、ArcGIS等軟件進行處理與分析。并通過對湖區居民發放問卷的方式實地了解“三圍”現象,進而分析“三圍”現象土地利用政策變化及生態環境效應的成因和驅動力。

三、結果與分析

(一)近年來鄱陽湖水文變化明顯

20世紀80年代之后,鄱陽湖過度圍墾造成的危害逐漸被人們所意識,圍湖造田得到禁止。在1998年鄱陽湖出現特大洪水之后,國家提出“整治河道、退耕還林、退田還湖、平垸行洪”十六字方針,在鄱陽湖區實行退田還湖政策,目的是增加鄱陽湖的蓄洪容積,提高湖泊調蓄洪水的能力,通過擴大天然濕地面積,部分恢復湖區天然調蓄氣候、凈化水質、分淤泥砂等方面的功能。

然而,受長江三峽工程運行和鄱陽湖河道采砂等人類活動與全球氣候變化等因素的影響,近年來鄱陽湖出現持續性低水位現象(表1),據鄱陽湖星子站水位實測資料表明:2003年以來,鄱陽湖枯水位連創新低,枯水期不斷延長,2006年星子站10m以下水位出現時間較正常年提前75天,有65天實測水位低于歷史同期最低水位。2005、2006、2007年星子站低于12m以下水位的天數分別為220、260、270天。與鄱陽湖流域特大干旱年1963年、1978年相比,2005年來水屬平水年。但星子站出現低于9m枯水位的持續天數比1963年還長;同樣2006年來水屬偏枯年份,但出現低于10m枯水位的持續時間長達94天,比1963年、1978年10m枯水位持續的時間延長數倍。

退田還湖政策實施后國家并沒出臺與退田還湖緊密相關的政策。隨著退田還湖工程的驗收完畢,退田還湖政策的實施暫告一段落,其政策影響也有弱化的趨勢。2000年以來,隨著退田還湖、退耕還林還草等一系列生態工程的實施,我國部分地區耕地面積減少,糧食安全問題再次受到決策部門的關注。2003年10月國務院決定實行最嚴格的耕地保護制度,保證糧食安全。2004年與2005年“兩個一號”文件都強調農業發展、糧食生產與耕地保護的重要性,從政策上保障農民種田的積極性。

(二)近年來湖區低枯水位誘使“三圍”現象頻發

近年來,由于長江三峽蓄水工程影響,鄱陽湖出現了持續低枯水位、沿湖地區掀起了圍湖造田、圍湖造城、圍湖造地的(表1、圖2)。

(三)鄱陽湖濕地生態系統服務功能變化驅動因素分析

驅動力是直接或間接地導致生態系統發生變化的任何自然因素或人為因素。直接驅動力對生態系統過程具有明確的影響,因而可以根據不同的精確程度對它進行識別和測度。間接驅動力的作用比較廣泛,常常是通過對一個或者多個直接驅動力的改變而起作用,因而間接驅動力的影響可以通過了解它對直接驅動力的作用而得以確定(方春明,曹文萍等.2012)。從生態系統的角度考慮,鄱陽湖濕地生態功能變化主要受濕地空間格局、水質水量、生物多樣性、社會經濟等因素的影響,其驅動力分析如表3。

此處驅動力因素主要考慮了負向驅動力。由表3可知,自然因素中氣候變化導致的植被、水量的變化是造成生態系統功能變化的主要因素;人為因素中糧食生產、養殖業、旅游開發等社會經濟活動是造成生態系統功能變化的主要因素。其中,人為因素是主因。這又集中表現在鄱陽湖濕地作為一種公共資源所遭受的“公地悲劇”,主要表現在對湖區資源利用上的無節制、管理的混亂、權利和義務不對等、利益分配不公等。

(四)建國以來鄱陽湖區土地利用政策演變

全球變化和人類活動導致生態系統的結構、功能呈現不同程度退化(Bao KS et al,2011; Wang Y et al. 2012.)。國內對濕地恢復工作在最近十年才得到重視,針對主要探討恢復效果評估、蘆葦濕地恢復、濕地恢復位置選擇、江湖聯通關系、生物多樣性、生態系統服務的潛在價值和當前價值。

圍繞著鄱陽湖流域的科學問題,很多學者從濕地景觀結構、植被生態系統類型、候鳥生境、棲息地與水位關系、三峽工程對水鳥棲息地影響、生態系統服務競爭與協同、退田還湖生態補償、濕地恢復進行了研究。1998年洪水過后,鄱陽湖區實施了“平垸行洪、退田還湖、移民建鎮”戰略(表2),環鄱陽湖土地利用結構發生了明顯變化。2007年,科技部立項支持《鄱陽湖生態保護與資源利用研究》,對鄱陽湖濕地保護進行恢復示范,近年來已經恢復鄱陽湖自然濕地3.5萬畝,鄱陽湖退化濕地恢復工程已取得顯著效果,而圍繞恢復前后濕地生態過程的變化也開展了一些工作。龍鑫等(龍鑫等. 2012.)研究了洪澇災害對鄱陽湖生態系統服務的影響,姜魯光等(2010.)研究了濕地恢復的替代或折中方案、評價濕地營養保持功能價值、不同退田還湖政策驅動與土地利用變化關系。鄱陽湖區人口密集、人地矛盾非常突出,為解決人地矛盾,鄱陽湖圍墾成為一種擴大耕地面積的重要途徑,同時近年來鄱陽湖沿湖地區在鄱陽湖低枯水位時,大力發展工業化、城市化,盲目侵占天然湖泊,使鄱陽湖生態服務功能降低(表4)。

20世紀90年代,葉篤正提出全球氣候變化的適應問題,并指出要規范人類自身的行為,最大限度地減小全球氣候變化的不利影響 (葉篤正,呂建華.2000.)。繼全球變化基礎研究之后,適應性研究將成為一個獨立的重大問題。鄱陽湖近年來出現的持續低枯水位、圍墾天然濕地用于農業生產就是農戶個體適應全球變化的例子,目前很少研究居民態度對鄱陽湖圍墾、政策響應和生態系統服務功能的響應機制,對鄱陽湖出現的“三圍”現象的原因、機制等方面的研究尚顯缺乏,這無疑制約了鄱陽湖的保護效果。

五、討論

回顧鄱陽湖區土地利用政策變化(表4),不難看出,人們對于湖泊濕地的生態系統服務功能的認識在逐漸深入,特別是在1998年洪水發生以后,眾多學者開始更加關注退田還湖對鄱陽湖洪水調控能力的研究(閔騫等,2006)。顯然,“圍湖造田、圍湖造城、圍湖造地”三圍會導致鄱陽湖的生態體統服務功能減弱和野生動物棲息地的喪失(表3、表4)。然而,由于長江三峽蓄水工程影響,鄱陽湖出現了持續低枯水位、沿湖地區掀起了圍湖造田、圍湖造城、圍湖造地的(表2、圖2)。

此外,由于鄱陽湖區是長江中游退田還湖面積最大、退田還湖模式最為典型的地區。退田還湖工程實施后,也出現了部分農民失去了耕地、就地就業難、當地居民對自然資源的依賴性很強等問題,農民適應土地利用結構調整能力依然薄弱。加上糧食安全再次受到關注,因此出現了天然濕地被圍墾的現象,沿湖地方政府為了城市發展,大力推進圍湖造城,導致退田還湖地區生態系統服務功能降低。

氣候變化概況及成因范文5

關鍵詞:黃河源頭斷流 巡測調查 成因 區別

Abstract: in 1999, a source of breaking news about the Yellow River without walking, then the lower reaches of the Yellow River for several consecutive years flow problems caused bythe state attaches great importance to the headwaters of the Yellow River, now also appeared to flow, people not only to askthe Yellow River upstream and downstream are dried up the"Mother River" how? I want to through some experience and thewhat one sees and hears himself the upper reaches of the Yellow River, appear to flow are briefly introduced and analyzed.

Keywords: the Yellow River source flow survey survey geneticdifference

中圖分類號:P618.130.1文獻標識碼:A文章編號:

1999年一條關于黃河源頭斷流的消息不經而走,并且經新華社內參形式報至水利部及中央有關領導,當時就黃河下游連續幾年斷流問題引起了國家高度重視,如今黃河源頭也出現了斷流,人們不僅要問黃河上下游均出現斷流“母親河”怎么了﹖對此問題筆者想通過自己的一些經歷和所見所聞,對黃河上游出現斷流的情況作簡要介紹和初步分析,同時談談自己的一些看法。

1、黃河源頭地區自然地理

1.1地理地貌

黃河沿斷面以上流域是黃河的源頭地區,地勢自西北向東南傾斜,海拔大部分在4500~5000m之間,地形起伏不大,相對平坦,高差500~1000m,西北高,東南低,山間有平坦地、沙漠地、沼澤地。大地構造單元屬巴顏喀拉褶皺帶,構造線均作西北至東南走向,地貌輪廓明顯受構造控制。源頭地區占優勢的地貌類型是寬谷和河湖盆地,它們多為斷陷作用所形成。在海拔4500m以上多為石質山地,表面為黑灰色蓋土、黑坨土、沙壤土與沙質覆蓋,一般厚度為50mm,最厚達1m以上;流域內湖泊星羅棋布,最具代表性的湖泊有鄂陵湖、扎陵湖、龍日阿錯湖、星星海等。

1.2氣候概況

源頭地區屬高寒草原氣候,一年之中無四季之分,只有冷暖之別,而通常又把冷暖兩季分別稱為冬季和夏季。冬季漫長而嚴寒,干燥多大風,夏季短促而溫涼,多雨,全年無絕對無霜期.大風日數多,從11月至次年4月最為頻繁。大風的年際變化大,據瑪多縣氣象站資料最多的1966年達110天,最大風速34m/s。年均降水量303.9mm,但年際變化大,最多的年份434.8mm,最少的年份184.0mm。歷年平均蒸發量760.4mm.

1.3扎陵湖與鄂陵湖

扎陵湖呈不對稱的菱形,東西長,南北窄,鄂陵湖與扎陵湖由一天然堤相隔,形似蝴蝶。東西長35km,南北寬21.6km,面積526.1 km2,平均水深8.9m,蓄水量達46.7×108m3。湖的東北部較深,最大水深13.1m;西部較淺,水深一般只有1~2m,最淺處只有幾十厘米。扎陵湖湖心偏南是黃河的主流線,看上去,仿佛是一條寬寬的乳黃色的帶子,將湖面分成兩半,其中一半清澈碧綠,另一半微微發白,所以叫“白色的長湖”。

黃河在扎陵湖經過一番回旋之后,在巴顏郎瑪山南面,進入一條300多米寬的很長的河谷,河寬一般在26~42m之間,水深在0.5~1.4m之間,河道長25.4 km,散亂地穿過峽谷,流入鄂陵湖。鄂陵湖位于扎陵湖之東。鄂陵湖與扎陵湖的形狀恰好相反,鄂陵湖東西窄、南北長,猶如一個很大的寶葫蘆。湖的面積為628 km2,比扎陵湖大100 km2,平均水深17.6m,最深可達30多米,蓄水量為107×108m3,相當于扎陵湖的一倍多。

2、鄂陵湖、黃河沿水文站

黃河源頭地區最早設立的水文站是黃河沿水文站,最上面的是設于鄂陵湖出口的鄂陵湖水文站,源頭地區水文水資源的分析研究基本都是基于這兩個水文站水文資料(見附表)。

3、黃河源頭的巡測、調查和斷流情況

由于扎陵湖、鄂陵湖兩湖間沒有設立水文觀測,且氣候嚴酷,人跡罕至,所以以前沒有人發現和報道過斷流的現象,1999年5月我們聽到兩湖間斷流的消息,及時向黃河水利委員會上游水文水資源局、西寧水文勘測局進行了匯報,并在時任上游水文

局局長張遜業、西寧勘測局局長喇吉忠帶領下,對兩湖間水文進行了巡測和調查,巡測的結果是:1998年10月20日至99年6月3日黃河在扎陵湖、鄂陵湖中間出現斷流,且斷流時間長達半年多,扎陵湖出水口至鄂陵湖入水口的黃河河段,出水口流量只有0.001 m3/s,距出水口約7km以下發生斷流,河床完露的河段長達8km,而后距扎陵湖口15km處支流勒那曲注入黃河后,河道才恢復過流,流量僅為0.006 m3/s;我們向當地年長牧民進行了調查和詢問,據他們反映他們經歷過多次的兩湖間斷流現象,斷流的年份大體統一,斷流時間的長短敘述不盡一致,其斷流的年份與黃河沿斷面出現斷流年份基本吻合,有些年份黃河沿斷面流量很小,是枯水年份,扎陵湖、鄂陵湖兩湖間同樣發生了斷流現象;根據黃河沿水文站水文資料,黃河沿水文站1962年12月、1979年12月均發生了斷流現象,而且發生斷流的月份大多在12、1、2這三個月內;千湖之縣”之美稱,有大小湖泊4077個,現已有2千多個湖泊干枯。

4、造成黃河斷流的主要原因

4.1黃河源頭瑪多縣各河的天然徑流量以降水補給為主,由于連年持續干旱,水量補給減少,湖面蒸發量大,根據黃河沿水文站資料,多年平均降水量312mm, 多年平均蒸發量760.4mm,源區湖泊面積按1500km2計算,每年損耗水量約1.14×109m3,為黃河沿水文站年徑流量7.35×108m3的1.8倍,地表徑流60.8%被蒸發。

4.2草場退化、沙化嚴重,草原的水源涵養功能下降,導致源頭區域內的泉眼干枯。

4.3分布在源頭的湖泊出現萎縮,堿化、鹽湖化甚至干涸,一些湖泊由外流湖變成內流湖,瑪多縣素有“

5、黃河上下游出現斷流的共同點與區別

5.1黃河上下游出現斷流,其中一個原因是受到全球氣候變化和黃河流域年徑流豐、平、枯周期變化的影響。

5.2黃河源頭斷流主要是自然因素導致的結果,受人類活動影響相對較?。幌掠螖嗔鞒匀灰蛩赜绊懲?,受人類活動影響相對較大,比如水利設施和工程的大量增加,工農業的快速發展需水量增加和水量的浪費等等。

5.3湖面蒸發是源頭地區水資源的主要消耗項;工農業生產及生活用水是黃河下游地區水資源的主要消耗項。

5.4黃河上游自二十世紀九十年代年開始進入相應平水期,加上青海省多年的人工增雨活動,放牧形式的改變和搬遷、種草等人工措施,源頭地區降水量增加,湖水位和面積上升和增大,自然環境在部分恢復或恢復中,湖水量和徑流量增加,出現斷流的可能基本消失或減少;黃河下游水量在黃河水利委員會的統一領導下,采取了一系列措施,比如用水量中下游統一調度、調水調沙,增加節水農業等,水利用率提高,年損耗相應降低,黃河下游斷流基本消失。

6、認識和看法

6.1黃河源頭黃河沿斷面、扎(陵湖)鄂(陵湖)兩湖間出現斷流不是近幾年才有的事。

6.2扎(陵湖)鄂(陵湖)兩湖間發生斷流的頻率相對黃河沿水文站要高,且斷流的持續時間要長的多,一般在3~6個月之間,基本都發生在非汛期,發生年份和黃河沿水文站基本一致。

6.3黃河沿斷面發生斷流,一般扎(陵湖)鄂(陵湖)兩湖間都會發生斷流,黃河沿斷面未發生斷流,在黃河沿斷面流量特別?。ㄒ话愣际强菟辏┪窗l生斷流的情況下,兩湖間大多會發生斷流現象。

6.4扎(陵湖)鄂(陵湖)兩湖間發生斷流與人類活動關聯度不是很高,應是受全球氣候變化和源頭地區年徑流豐、平、枯周期變化的影響。

6.5 黃河上游發生斷流的機率會降低,但不會消失;黃河下游發生斷流的可能會存在,這主要是高速發展的工農業生產對水的依賴,其用水量若達到或超過黃河供水量的極限,收支不抵出現負值發生斷流則是意料中的事。

作者簡介:田浚宏,1975年生,甘肅慶陽人,本科學歷,助理工程師,主要從事水文水資源研究。。

參看文獻:[1]韓榮主編.青海省志—長江黃河瀾滄江志.鄭州.黃河水利出版社,2000.

[2]李萬壽, 吳國祥.黃河源頭斷流現象成因分析.水土保持通訊 2000, 20(1):5-8

氣候變化概況及成因范文6

關鍵詞:徑流量;時間序列;影響因子;葉爾羌河

葉爾羌河卡群站為全河水量控制站,流域集水面積50248km2,(含國外面積2870km2),多年平均年徑流量65.66×108m3[1]。本文利用葉爾羌河卡群站1957-2010年實測的年徑流時間序列,進行趨勢性分析及預測,來判斷未來徑流變化和相關性因素分析。

1 研究區概況

葉爾羌河源于喀喇昆侖山北麓,資源頭向西北流,出山口水量控制站以上河長527km。中國境內流域面積9.36×104km2[2]。流域范圍包括新疆喀什地區的塔什庫爾干、葉城、澤普、莎車、麥蓋提、巴楚、岳普湖等7個縣和兵團農三師、公安系統的45個農林牧場,另外還有克孜勒蘇柯爾克孜自治州的阿克陶縣和阿克蘇地區的柯坪、阿瓦提縣及農一師的部分鄉和農場[3]。葉爾羌河徑流組成是:冰川融水占64.0%,地下水占22.6%,雨雪水混合補給占13.4%,其年內徑流量多集中在夏季,卡群站夏季(6-8月)徑流量占年徑流量的68.5%[4]。

2 徑流變化分析

2.1 徑流量年代變化特征分析

葉爾羌河不同年代徑流量有所差別(表1),1957-1966年間年均凈流量為62.59×108m3比多年平均徑流量少3.62×108m3,這個時段的最高徑流量83.97×108m3(1959年)。1967-1976年比上一時段多了1.86×108m3,比多年平均徑流量少1.75×108m3,徑流量最高值出現在1973年為85.39×108m3,1997-2006年徑流量最高值達70.87×108m3,比多年平均徑流量多4.66×108m3,這時段也是全研究階段最高值。變差系數 值為0.17,原因葉爾羌河以高山冰雪融水和雨水混合為補給,由于氣溫和降水的耦合關系,使得 值較小。

近50年來葉爾羌河徑流量波動中呈現增加趨勢,增加趨勢不太明顯(圖1)。徑流量回歸方程為y=0.1601x+64.135,R2=0.0476顯示葉爾羌河徑流量以0.16×108m3/10a速度增加。

2.2 年徑流量變化趨勢分析

時間序列為1957-2010年的共54a的資料,其Mann-Kendall趨勢檢驗結果(表1)。ZC>0說明葉爾羌河年徑流量是增加的。ZC>ZCa/2(a=0.05查表得到此時的ZCa/2=1.96),表明年徑流量增加趨勢顯著。

運用累積距平法[5]得出了距平累積曲線,分析近54年來葉爾羌河年徑流的階段性(圖2)。葉爾羌河近54年來的徑流量序列在前后期波動很明顯,1995年前后徑流量呈由少增多的趨勢,是趨勢波動點。徑流量在1997年之后有非常明顯的增加,說明徑流量的增加可以作為氣溫上升的滯后效應。

2.3 年徑流量變化突變點分析

突變點檢驗結果表明(圖3),卡群水文站沒有明顯的突變,只是在1995年Uf與UB在信度線±2.56之間有一個顯著焦點,且Uf隨后上升序列在90年代中期后出現徑流增多的趨勢。

2.4 徑流趨勢預測

2.4.1 徑流周期分析

葉爾羌河卡群站徑流周期表現為5、18、23a的變化周期,從F檢驗表可以查出,當a=0.10時, 5a和18a周期變化的F>Fa。葉爾羌河年徑流量時間序列周期以5a和18a為主,其中5a周期變化置信度比較高。表明葉爾羌河流域以5a為主周期(表2)。

2.4.2 未來變化趨勢分析

因葉爾羌河年徑流量存在周期性變化,所以,本文利用周期疊加趨勢模型對卡群站的年徑流量變化趨勢進行分析。

表3顯示此水文站年徑流量周期疊加趨勢模型的重要參數??ㄈ核恼灸陱搅髁款A測的均方擬合誤差為7.33(圖4),水文站實測值與擬合值之間的差異很小,說明模型擬合的結果置信度較高。年徑流量起伏振蕩明顯,但總體上呈現增加趨勢。2022年將會出現一次比歷年高的豐水年,年徑流量約為99.08×108m3。

3 葉爾羌河徑流量與其影響因子間的相關關系

葉爾羌河徑流量與其影響因子之間的定量相關關系,運用塔什庫爾干氣象站的年平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、夏季平均氣溫、年降水量、夏季降水量、7-8月降水量與葉爾羌河徑流量進行相關分析(表4)。

夏季平均氣溫的單相關系數最大,為0.84,原因是夏季氣溫升高,促進高山冰川和積雪融化,徑流量增多。說明促進葉爾羌河徑流量增多的重要因素是是夏季氣溫。而年降水量、夏季降水量、7-8月降水量與年徑流量呈負相關關系,相關系數分別為-0.34、-0.43、-0.56。

圖4 葉爾羌河卡群站年徑流量實測值與擬合值結果

河流徑流的變化主要取決于氣溫,但不能確切說明氣溫偏高,徑流量必然偏多。葉爾羌河1980和2009年氣溫高,但徑流量偏少,1998年氣溫最高,為54年來的最暖年份,但年徑流量不是最多,只有比多年平均徑流量多3.69×108m3。雖然徑流量的變化與降水沒有太大關系,但是降水量的增加,使得冰川的積累量增加,夏季冰川融化,調節河流徑流量。

4 結論

(1)近54年來,葉爾羌河最大徑流量和最小徑流量分別出現在1989年和1994年。在1997-2006年徑流量最高值達70.87×108m3,比多年平均徑流量多4.66×108m3,這時段也是全研究階段最高值。變差系數為0.17;

(2)葉爾羌河多年徑流量有不明顯的增加趨勢。說明葉爾羌河產流區(山區)人類活動對徑流的影響不大。經過Mann-Kendall趨勢檢驗,在0.05的顯著性水平下葉爾羌河徑流躍變顯著。徑流量以0.16×108m3/10a速度增加??ㄈ核恼灸陱搅髁堪l生突變年份為1995年,從這一年后徑流呈明顯的增多趨勢;

(3)對葉爾羌河年徑流量變化周期分析表明,卡群水文站表現為5a主周期。將來卡群站年徑流量均明顯的遞增趨勢,相對平穩。其中2022年出現一次豐水年,高于歷年平均徑流量的38.46%。

參考文獻

[1]中國塔里木河治水理論與實踐.鄧銘江.北京:科學出版社[M],2009:47-48,122-123.

[2]程其疇 著.塔里木河研究[M].南京:河海大學出版社,1993.

[3]滿蘇爾?提,阿吉尼沙?托合提.葉兒羌河流域水資源及其水文特征分析[J].新疆師范大學學報,2005,24(1):74-78

[4]滿蘇爾?提,胡江玲.塔里木河流域水量變化對生態環境影響分析[J].干旱區資源與環境,2007,21(10):83-87.

[5]何清,袁玉江,魏文壽,等.新疆地表水資源對氣候變化的響應初探[J].中國沙漠,2003,23(5):493-496.

[6]劉天龍,楊青,秦榕,等.新疆葉爾羌河源流區氣候暖濕化與徑流的響應研究[J].干旱區資源與環境,2008,22(9):49-53.

[7]陳穎,鄧自旺,史紅政.阿克蘇河徑流量時間變化特征及成因分析[J].干旱區研究,2006,23(1):21-25.

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