探讨黄河源区水文水资源对气候变化的响应

探讨黄河源区水文水资源对气候变化的响应

巨宏臻 康健

黄河水利委员会上游水文水资源局 甘肃省兰州市 730000

摘要：气候的不断变化是目前世界范围内科学工作者们重点关注的问题之一。黄河源区由于受到气候的变化以及人类活动等因素的影响，生态系统以及水文情势都发生了非常明显的变化，本文就气候因素对黄河源区的影响展开了调查，分析了源区气温的变化趋势以及发生突变的年代，降水的分配以及其发展趋势。

关键词：黄河源区 水文水资源 气候变化

引言：黄河源区处于特殊的地理位置和比较脆弱的生态环境中，因此逐渐形成了其独特的水文系统和天然的冻土环境。本文通过计算径流年内分配不均匀系数判断径流分配的均匀性，分析华东平均序列的曲线判断整个时间序列的趋势，结果表明，在气候因子的变化分析中，1960年到2014年中，黄河源区的平均气温开始上升，降水年内分配差异较大，降水量呈不明显的上升趋势，径流量不均匀系数较大，集中度高，说明径流分配有明显的丰枯季节变化，径流整体呈下降趋势，并且在90年代到21世纪中期都比较明显。

一丶研究区概况以及研究方法

（一）研究区概况

黄河的源头为青藏高原巴颜克拉山北麓的约古宗列曲，本文研究的黄河源区为唐乃亥水文站以上的部分，流域面积大约为2.2万KM²，其地势呈现西南较高和东北较低的特点，整体海拔较高，海拔大约在2600米--6400米之间，属于高原大陆气候，日照实践比较长，辐射也比较强，大气压比较低，昼夜温差大。黄河源区属于半湿润地区，但是其区域内的降雨分布却十分不均匀，呈现出东南地区降水丰富，西北地区降雨稀缺的特点。其独特的地理位置和气候，使该地区的冰川分布较广，冻土较为发育，湖泊湿地较为分散，充分的发挥出了黄河源区补给水源的重要功能，黄河源区的冻土地貌处于季节冻土到片状连续多年冻土的过渡区，相比高原深处，多年的冻土具有温度更高和厚度更薄的特点¹。

（二）研究方法

径流过程是水循环中最重要的环节之一，其变化的过程会受到降雨、蒸发。下渗以及人类活动等多方面因素的影响。

特征参数分析

反映径流年内分配不均匀的特征值较多，主要用径流年内分配不均匀系数C_V，不均匀系数C_V的计算公式为：

不均匀系数计算公式

式中的Q_i为月平均流量，m³/s， 为年平均流量，m³/s，C_V表示径流年内分配不均的指标，C_V越大，表示径流年内分配就越不均匀，C_r是另外一种年内分配的指标，其计算公式为：

C_r计算公式

年内分配完全调节系数越大，则年内水文气象因子的分配就越不均匀。

趋势分析

多年滑动平均值序列可以近似表示全序列的变化趋势，这种方法是根据时间序列的平滑值来表示的，对样本数量为n的长序列x，多年滑动平均值序列可以表示为：

式中的k可以选取任何非零的正整数，根据计算，来分析滑动平均系列的曲线图来判断时间序列气候变化对于黄河源区水分的影响。

二丶研究结果

（一）气候因子变化分析

气温变化分析

黄河源区的平均气温实践序列的变化如下图所示，图中可以清楚的看到自1960年到如今的气温变化情况，1960年到2014年间，气温逐渐增加，年平均气温为0.36^oC/10pa，根据相关系数的检验表可得a=0.05，n=55时，r_a=0.266，系列表现为显著的增长趋势²。

气温累积距评变化过程

气温累积距平图为下图所示，在本次研究时，气温累积平均为负值，累积距平值呈现先降后升的趋势，从温度来看，源区气温累积距平值出现了2次转折，在1986年转折后恢复平稳，90年代末期发生了第二次转折，此后开始逐渐上升³。

（二）径流变化分析

径流年内变化

根据黄河源区平均气温时间序列变化表可知，径流年内分布不均匀，多年平均年径流量为199.89亿m³，而且多数都集中在6-7月，占据了全年70%的径流量。在研究时期内，12月到1月的径流量都很少，三个月的径流量仅仅占据了全年径流量的7.4%。可以看出在研究时期之内，历史最大月份径流量为9月，最小为12月。

径流年际变化

通过分析下图可知，唐乃亥站在1960年到2014年之间径流呈现下降趋势，下降斜率为-5.684/pa，相关性系数为0.175，假设序列置信度a=0.95，n=55，r_a=0.266，相关性系数r=0.175a，说明原序列存在不显著的递减趋势，这种情况在80年代初期到20世纪中比较明显

⁴。

累积距平法

通过对黄河源区年径流量、汛期以及非汛期流量累积距平随时间分布图可知，黄河源区年径流量与汛期径流量累积距平曲线变化的趋势很接近，对径流滑动的结果进行分析，得出汛期多年变化趋势和多年平均径流的变化趋势很接近，就可以间接性的说明黄河源区的降雨对其径流的影响很大。径流系列的转折点发生在1990年左右，年径流量和汛期径流量主要分为2个阶段，1960年到1998年表现为波动性增加，说明该阶段的丰水年份多余枯水年份，1998年到2014年为显著的减少趋势，说明枯水年份多余丰水年份。非汛期积累距平分为2个阶段，1984年以前呈现增加趋势，一直到1990年都一直保持在比较稳定的范围内，到了1990年以后，开始呈现下降趋势。

结束语：本文对黄河源区的气候因子变化进行了分析，并得出了一下结论:

（一）通过对气候因子的变化进行分析，黄河源区的气温呈现明显的增加趋势，对其降雨量进行分析，可知黄河流域的降水年内差异较大，降水主要以5月到10月居多，11月到次年的2月降水最少，通过降水年际变化可知，黄河源区的降水量整体呈增加趋势，不过非常不明显。

（二）通过对年内径流分布可知黄河源区的平均最大月径流是7月份，平均不均匀系数比较大，集中度高，说明黄河源区有明显的丰枯季节变化，通过径流年际变化可知，本文研究的黄河源区径流量呈现较少趋势，其中90年代到21世纪中期比较明显。

参考文献

[1]李晓刚.气候变化与人类活动对黄河上游径流变化的影响研究[D].陕西:西安理工大学,2013. DOI:10.7666/d.D516044.

[2]余钟波,杨传国,孙爱立.气候变化对区域水循环的影响机理研究年度报告[R].江苏,2013.

[3]沈德福.黄河源区典型湖泊现代过程及过去近1700年的湖泊沉积记录[D].中国科学院大学,2011.

[4]金君良,王国庆,刘翠善, 等.黄河源区水文水资源对气候变化的响应[J].干旱区资源与环境,2013,27(5):137-143.