伊犁河流域降水量变化趋势分析.doc

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1、水文水资源伊犁河流域降水量变化趋势分析肉孜买买提阿不来提（伊犁水文水资源勘测局，新疆 伊犁835000）摘要：近年来随着气候由暖干转向暖湿的上升的趋势，湿度升高势头强劲。统计结果表明，伊犁地区气候变化与全疆的变化趋势基本保持一致，年降水量在 1986 年和 1997 年发生了突变，突变点以前降水量呈现减少趋势，突变点以 后降水量呈现增加趋势，增加趋势不显著。其中河谷西部和南部山区为增长趋势，河谷东部为下降趋势，季节降水量 变化趋于平缓的正增长，增长趋势不显著，冬季降水的增加趋势较强，而春季最弱。 关键词：降水量；变化趋势；分析；伊犁河中图分类号：P333.1文献标志码：B文章编号：2095-0

2、144（2012）07-0001-041自然地理概况作者研究的是在中国境内伊犁河流域上游区域（伊犁河山间盆地、喀什谷地、巩乃斯谷地和特克斯乃斯河、哈什河和特克斯河三大支流组成（图 1）。 研究区域山区山体高大，地处北半球中纬度西风带，由 干谷地向西敞开，使西来湿润气流直接汇入，形成较多的降水，成为新疆降水量最丰富的地区。盆地）的降水变化趋势。伊犁河流域上游主要由巩图例水文气象站点县级行政中心 流域界国界河流水库 等值线 等高线图 1 中国境内伊犁河流域气象站点分布图收稿日期：2012-06-14作者简介：肉孜买买提阿不来提（1980-），男（维吾尔族），新疆伊宁市人，助理工程师，学士，主要从事

3、水文测验及水文情报预报。表 19 个水文、气象站一览根据伊犁河谷的自然地理条件和气候情况，将伊犁划分为三个气候区： 河谷西部（ 河谷平原区）、 河谷东部（河谷山区）、南部山区（昭苏县、特克斯盆 地）。 河谷西部年平均气温在 7.89.4 之间，年降 水 量 在 200350 mm 之 间 ， 一 年 四 季 分 明 ， 气 候 温 和， 属温和半干旱区。 随着海拔的增高 ， 气温降 低 ，山区降水量明显增大，河谷东部和南部山区已 属温凉半湿润区 ， 夏 季 较 短 ， 冬 季 较 长 ， 特 别 是 南 部山区年平均气温在 3.25.7 之 间 ， 春 秋 相 连 ， 无夏季。2 资料来源及分

4、析方法伊犁河流域水文气象监测始于 1952 年，研究区 域 8 县 1 市和三大支流均布设水文气象观测站点，为研究区域水文气象规律积累了宝贵的资料。 选用伊犁河流域 9 个水文、气象代表站点（表 1）历年月、 年平均降水资料作为流域平均降水计算资料，采用 线性趋势分析法、MannKendall 检验法结合 Pettitt.R 突变检验方法对研究区域降水资料进行趋势分析和 地理位置所处位置流域名称海拔/m资料系列站名站类东经北纬河谷西部伊犁河伊犁河 哈什河 伊犁河伊宁雅马渡 托海 巩留县气象站水文站 水文站 气象站 水文站 气象站 气象站 气象站8132814881568214435843374

5、34743284322432743484311663706820775900928.21 4201 2101952-20111957-20081957-20081957-20081957-20081957-20081957-20061957-20081954-2011河谷东部 特克斯河 卡甫其海 8230巩乃斯河哈什河 南部 特克斯河新源尼勒克 特克斯 昭苏8318830881468108山区特克斯河4309 1 848.6 气象站降水变化特征伊犁河流域（中国境内）地处欧亚大陆腹地，虽 深居内陆，三面环山，远离海洋，属大陆性中温带干 旱气候，但其独特的地形地貌和山体走向，使来自大 西洋及地中海

6、、 黑海的西风气流可以沿河谷而上并 形成降水，而位于盆地南、北两侧的天山支脉又将古 尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠的干热气流和西 伯利亚的干冷寒流阻隔，形成了伊犁河流域温和湿 润的气候 基 调 ， 使 其 成 为天山及亚洲中部的降水中3突变检验。m-k 检验是水文、气象上常用的非参数秩次检验方法，没有样本要服从特定分布的要求，对异常值也不敏感。 Pettitt.R 突变检验方法是 Pettitt（1979）提出的一种趋势突变检验方法，目前在水文 气象时间序列的检验当中被广泛应用，无需知道样本数据分布的非参数检验方法，用于检验序列中是心，孕育了干旱区的一块“湿岛”和气候资源宝库。1流域年平均降水

7、量的变化采 用 伊 犁 河 谷 9 个水文气象站点 1957 -2009 年年降水序列和 9 个站点年降水量的平均值建立区 域平均降水量序列分析流域年均降水量的变化及其 趋势，同时按照河谷西部、河谷东部和南部山区分别 统计年代际降水量距平（表 2）。3.1否存在突变及突变发生的位置。由于 Pettitt 检验既检出突变发生位置又指出突变的显著性，故既可用于阶跃性变化的显著性检验也可检测突变发生时 间。表 2伊犁河谷主要气象水文站点年代际年降水量距平统计%河谷西部区河谷东部区南部山区区域平均年代际伊宁市雅马渡托海尼勒克新源巩留卡甫其海特克斯昭苏县1960-19691970-19791980-19

8、891990-19992000-20091957-19861987-20091997-2009-8.5-12.01.20.016.9-7.810.216.2-5.1-17.0-4.53.111.2-7.67.713.1-7.0-5.2-2.3-1.29.2-5.34.99.3-8.3-10.5-0.36.311.1-7.610.311.9-8.7-6.13.31.56.4-5.27.110.2-10.3-7.2-4.09.46.6-5.47.410.92.8-2.8-8.7-6.62.70.4-1.92.9-5.9-3.3-5.0-1.210.0-2.93.810.9-1.90.3-5.2-2

9、.45.8-0.91.25.6-6.0-6.6-2.90.57.9-4.65.010.3从年代际降水变化情况来看，伊犁河流域（9 站平均） 多年平均降水量 368.5 mm，其中： 春季 114.3 mm，夏季 127.7 mm，秋季 62.3 mm，冬季 42.1 mm。对 不同年代际平均年降水量与多年平均相比：流域平均 降 水 量 在 20 世 纪 60 -80 年 代与多 年均值相比 偏 少 2.9%6.6% ， 河谷西部的雅马 渡 站 偏 小 最 大为 -17.0% 。 进入 1990-2009 年以来降水量呈正距 平，其中 2000-2009 年降水量增幅较大 ， 较多年平 均值偏多

10、 8.0%， 最大为河谷西部的伊宁市站偏多16.9%，最小为河谷东部的卡甫其海站 2.7%，增长幅第 7 期肉孜买买提阿不来提：伊犁河流域降水量变化趋势分析第 48 卷度有西部大于东部，平原区大于山区的特点。 若以1986 年为界， 则 1987-2009 年平均降水量为 386.8 mm， 比 1957 -1986 年 平 均 降 水 量 351.4 mm 增 加10% ；1997 -2009 年平均降水量为 406.5 mm， 比1957-1986 年平均降水量增加约 15.7%。 这与西北 干旱地区、天山西部地区以及新疆年降水量的整体变化趋势基本一致。从表 3 流域各季降水的比较显示:

11、四季降水总 体在波动中呈增加趋势，但也存在比较明显的季节 性差异。 各季中以冬季增湿幅度尤为明显，秋季和夏季居中，而春季最弱。 从流域（9 站平均）不同年代四季降水量的变化来看，春季降水量，20 世纪 60 年 代至 90 年代以来为负距平，比多年均值偏少 0.6%6.7%，河谷西部偏少幅度最大，其中雅马渡站站 70年代偏少 28.8%， 南部山区偏少较小在 0.3%5.9%； 进入 21 世纪初（2000-2009 年） 伊犁河谷区域平均 值 为 123.3 mm， 比 多 年 平 均 值 113.9 mm 增 多 了8.2% ， 其中河谷西部增湿幅度 更 明 显 在 11.7% 河谷东部的

12、卡甫其海站增湿 幅 度 最 小 为15.1% ，4.4%。表 3 伊犁河谷主要水文气象站点年代际季节降水量距平统计春季 3-5 月降水量距平夏季 6-8 月降水量距平秋季 9-11 月降水量距平夏季 6-8 月降水量距平年代际河谷西部区河谷东部区南部山区河谷西部区河谷东部区南部山区河谷西部区河谷东部区南部山区河谷西部区河谷东部区南部山区1960-19691970-19791980-19891990-19992000-20091957-19861987-20091997-2009-1.9-17.4-1.90.913.0-4.25.513.41.4-4.4-3.8-1.77.5-1.31.77.4

13、-1.1-1.4-2.8-1.98.5-0.70.97.8-6.2-12.4-1.73.811.1-6.58.513.9-10.0-12.1-4.816.20.8-7.29.511.9-6.2-3.9-7.36.17.7-4.85.710.6-4.6-12.47.3-6.616.4-7.18.711.6-3.1-6.18.5-13.714.8-3.44.57.33.05.1-0.5-17.79.71.3-1.64.8-7.30.3-9.08.311.9-8.310.715.5-15.1-1.0-10.29.716.5-10.013.220.2-18.63.4-9.95.414.1-11.614

14、.017.6夏季降水量年代际变化与春季有所区别，20 世纪 60-80 年代较多年平均值偏少 4.8%9.3%， 偏小 幅度比春季要大，20 世纪 90 年代、2000-2009 年为正距平，分别偏多 9.0%、4.1%，与春季降水量变化相 比夏季降水量在 20 世纪 90 年代就进入增湿阶段，而河谷西部的伊宁市气象站 2000-2009 年代偏多22.7%是 9 个气象水文站点增幅最大的站，河谷东部 的新源站增幅为-1.7%为负增长， 进一步说明河谷 西部增湿比东部要大的结论。秋季降水量在年代际上呈现波动上升，1960-1970 年 接 近 多 年 平 均 值 ，20 世 纪 80 年 代

15、、2000 -2009 年为正距平，分别偏多 6.6%、12.0%，20 世纪 90 年代偏少 14.0%， 其中南部山区偏少 18.1%17.2%， 偏少幅度最大，说明秋季降水量年代际变化不稳定， 这与伊犁河谷气温变化相一致。量的年代际变化幅度大于年降水量的年代际的变化，进入 21 世纪以来无论是年降水量还是各季降水 量均偏多，尤其是冬季增幅最大。3.2 降水量变化趋势分析从图 2 可以看出，流域平均年降水量（9 站平均）在波动中增加趋势变化，但增加的趋势不明显，气候 倾向率为 8.649 mm/（10 a）， 其中， 河谷西部降水量气候倾向率 13 mm/（10 a）， 河谷东部降水量气候

16、倾向率 6.33 mm/（10 a）， 南部山区降水量变率 为 4.0 mm/（10 a）， 这与我国近 50 年西北干旱地区降水量 变化有增加趋势的结论相一致，2并且高于西北干旱地区 3.2 mm/（10 a）3和莎车绿洲 7.44 mm/（10 a）的变化速率。4Pettitt 突变检验结果（=0.05 显著水平）全流域降水量的突变年份为 1986 年、1996 年，河谷西部和 河谷东部降水量的突变检验结果相一致， 而南部山区降水量的突变年份为 1973 年，反映了伊犁河谷区 域降水受河谷地形走向影响和在时空上变化的不一致的特点， 以 1986 年和 1996 年为分界点分析前后 两端降水

17、量变化趋势认为伊犁河谷 80 年代后期降水量存在增湿的趋势， 这与我国年降水量以 2.66mm/（10 a）的速度减少、中国天山山区 40 年的年降冬季降水量，年代际变幅最大，20 世纪 60 年代、80 年代为负距平， 均偏少 10%以上，20 世纪 70年代接近多年均值而 20 世纪 90 年代以后增湿幅度 明显偏多， 其中 20 世纪 90 年代偏多 8.2%左右，进 入 21 世纪以来，偏多达 13.6%，河谷东部和河谷西 部偏多均在 10%以上， 河谷东部的新源站和尼勒克 站幅度最大为 31.1%和 21.1%。 总体来看，四季降水图 2 伊犁河流域分区平均降水量变化及 5 年滑动曲

18、线60050040030060040020001955y=0.8649x-1346.9R2=0.0343y=1.2984x-2270.3R2=0.06722001955196519751985年份（a） 河谷1995200520151965197519851995年份20052015（b） 河谷西部800600400800600400200y=0.4x-340.66 R2=0.0064y=0.6325x-882.02 R2=0.01522001955019551965197519851995年份（c） 河谷东部20052015196519751985年份199520052015（d） 南部山区

19、图 2伊犁河流域分区平均降水量变化及 5 年滑动曲线水量变化不存在线性变化趋势的结论相反。4目前仍处在下降趋势变化中， 这种降水变化是处于波动性变化还是已转入下降趋势还有待于今后深入 分析。分别统计三个区域各站点季节降水量的平均值 作为研究区域各季节 m-k 检验的降水序列，统一以1986 年为分界点做趋势检验（表 5）。表 5 伊犁河谷季节降水量趋势检验统计为进一步分析降水量增湿趋势的显著性，采用m-k 检验区域降水量的变化趋势 （表 45）， 从表4的 m-k 检验结果看，全区域降水量 1957-2009 年都 为正增长趋势， 但未通过 =0.05 显著性水平检验， 再以 1986 年为分

20、界点的 m-k 检验结果看全区域降 水量 1957-1986 年都为负增长趋势，1987-2009 年 为正增长，说明有增长趋势但增长幅度不显著，其中河谷西部和南部山区的为增长趋势而河谷东部为下 降趋势，这与上述与降水量的 5 年滑动和距平分析 结果一致。m-k检验季节年限河谷西部河谷东部南部山区tauptauptaup春（3-5月）夏（6-8月) 秋（9-11月） 冬（12-2月）1957-20091957-20090.070-0.1030.4660.669-0.0090.0360.9330.7070.034-0.0030.7200.982表 4 伊犁河谷年降水量趋势检验统计1957-200

21、91957-20090.1120.1370.2400.1510.0620.1360.5190.154-0.0220.1470.8240.123m-k检验Pettitt检验区域年限p（t 年次）taup伊犁河谷区域平均1957-20091957-19861987-20091957-20091957-19861987-20091957-20091957-19861987-20091957-20091957-19861987-20090.143 0-0.103 00.035 00.153 0-0.058 00.039 60.057 4-0.172 0-0.067 20.045 7-0.168 00.

22、123 00.1280.4320.8330.1070.6700.8120.5500.1870.6730.6340.1990.4281986、19960.123 0从表 5 可以看出， 三个区域在历年序列中各季变化趋于平缓的正增长，增长趋势不显著，从 1986年前后段检验趋势看冬季增湿幅度尤为明显， 秋季 和夏季居中，而春季最弱，这种特性在河谷西部最为明显， 而河谷东部和南部山区夏季降水量呈现减少 趋势，这与西北干旱地区、天山西部地区以及新疆年降水量的季节变化趋势基本一致。4 结语对 9 个代表站点的月年降水量的分析认为全区 域降水量 1957-2009 年为正增长趋势，但未通过 =0.05 显

23、著性水平检验，再以 1986 年为分界点的 m-k检验结果看全区域降水量 1957-1986 年都为负 增 长趋势，1987-2009 年为正增长，说明有增长趋势但 增长幅度不显著，其中河谷西部和南部山区的为增 长趋势而河谷东部为下降趋势 ，（下转第 14 页）河谷西部1986、19960.122 0河谷东部1986、19960.046 9南部山区1973、19960.029 9另外，由 9 站的年降水过程线、5 年滑动变化趋势分析，从 80 年代末降水呈上升趋势，但进入 21 世 纪以来多数站从 2002 年开始降水量呈现下降趋势，降水量/mm降水量/mm降水量/mm降水量/mm2012 年

24、第 7 期甘肃水利水电技术第 48 卷25.001.0020.0015.000.5010.005.000.000.0005 000 1 0000 1 5000 2 0000 2 5000 3 0000 3 5000 4 0000位置/m05 000 1 0000 1 5000 2 0000 2 5000 3 0000 3 5000 4 0000位置/m图 1 涧河源头 - 坷台河段 C O D 沿程衰减过程线图 2 涧河源头 - 坷台河段 N H 3-N 沿程衰减过程线表 4 涧河源头 - 坷台一维模型预测计算段名位置/m流量（/ m3/s）流速（/ m/s）COD 浓度（/ mg/L）NH3

25、-N 浓度（/ mg/L）节点性质罗家坡-柯台罗家坡排污口 监测 1 老户村排污口 监测 2 后沟排污口 南庄排污口 坷台排污口 监测 3柯台02002 0004 20010 00012 20018 20037 20037 50038 2000.0690.0690.0690.0690.0690.0690.0690.0690.0690.0690.160.160.160.160.160.160.160.160.160.1614.919.614.215.99.0610.28.955.262.691.360.480.930.680.900.530.650.600.390.200.10起点排污口 监测点

26、 排污口 监测点 排污口 排污口 排污口 监测点 取水口排污，在南庄排污口下游会出现一个混合超标区，但超标范围小，最大纵向超标距离不足 9.1 km，因此， 上游沿岸排污对灵台县城区饮用水取水口的影响非 常小，这说明从上游排污对保护区的影响角度看，划 分方案是合理的、可行的。3 结语涧河上游河段水质污染较为严重，综合考虑流 域水污染现状、水功能区水质管理目标、河流纳污能 力等因素，以确定的污染排放量为水质管理的控制性指标，为水源管理和保护提供决策依据，促进水资源可持续利用。参考文献：1灵台县志编纂委员会.灵台县志M（. 甘肃）灵台：灵台县 志编纂委员会，1988.2SL 348-2006，水域

27、纳污能力计算规程S.3国家环境保护总局. 全国饮用水水源地环境保护规划编 制技术大纲R.北京：国家环境保护总局，2006.4平凉市水务局. 平凉市城市饮用水水源地安全保障规划R（. 甘肃）平凉：平凉市水务局，2009.!（上接第 4 页） 从季节降水量变化认为各季变化趋于平缓的正增长，增长趋势不显著，从 1986 年前后 段检验趋势看冬季增湿幅度尤为明显，秋季和夏季居中，而春季最弱，这种特性在河谷西部最为明显，而河谷东部和南部山区夏季降水量呈现减少趋势。参考文献：1 魏文寿，胡汝骥.中国天山的降水与气候效应J.干旱区 地理，1990，13（1）:29-36.2 袁晴雪，魏文寿中国天山山区近 40 a 来的年气候变化J.干旱区研究，2006，23（1）:115-118.3 满苏尔沙比提，米娜瓦尔斯拉吉丁，吐尼沙古丽牙 生.近 40 年来新疆策勒绿洲气候变化特征分析J.水 文，2009，29（1）:89-92.4 满苏尔沙比提，艾克拜尔艾尔肯，迪里夏提司马义. 近 50 年来新疆莎车县气候变化特征及其成因J.干旱 区研究，2009，26（5）:621-627.COD 浓度/（mg/L）NH3-N 浓度/（mg/L）