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60年来黑河流域东部子水系中上游气温、降水、蒸发变化特征分析

2020-06-25 来源:钮旅网
第33卷第6期 2013年12月 水文 J0URNAL OF CHINA HYDROLOGY V0l-33 No.6 Dec..2013 60年来黑河流域东部子水系中上游气温、降水、 蒸发变化特征分析 牛最荣 .安冬z (1.甘肃省水文水资源局,甘肃兰州730000;2.河海大学水文水资源学院,江苏南京210098) 摘 要:利用黑河流域东部子水系中上游1O个水文站近60年气温、降水、蒸发观测资料,分析3个要素 地域和年际变化特征。结果表明:(1)气温总体地域变化特征表现为从南向北随着海拔高程逐渐降低.多 年平均气温呈现逐步升高的趋势。2000年以后气温平均升高0.9 ̄C:(2)降水量总体地域变化特征表现为 从南向北、从东向西随着海拔高程的逐渐降低.多年平均降水量呈现逐步减少的趋势。各站历年降水过 程呈锯齿状高频振荡,深山区、走廊平原区(荒漠边缘区)降水量长期变化总体上是呈缓慢上升的趋势, 浅山区降水量长期变化总体上是呈缓慢下降的趋势;(3)蒸发量地域分布规律跟降水量、气温地域分布 规律密切相关.蒸发量总体地域变化特征表现为从南向北随着海拔高程逐渐降低,多年平均蒸发量呈现 逐步增大的趋势。1980~2011年间深山区多年蒸发量变化趋势平稳,无明显增大或减小的变化趋势;浅 山区和走廊平原区均呈现出蒸发量逐年减小的总体变化趋势 关键词:气温;降水;蒸发;地域变化;年际变化;黑河 中图分类号:P332 文献标识码:A 文章编号:1000—0852(2013)06—0085—05 1 流域概况 黑河流域东部子水系中上游主要有黑河干流以及 走廊的重要组成部分,这里光热资源充足,昼夜温差 大,是甘肃省重要的灌溉农业区。正义峡以下为下游. 河道长41lkm.流域面积8.04x10 km2.下游阿拉善高 平原.属于马鬃山至阿拉善台块的戈壁沙漠地带,地势 开阔平坦.气候非常干燥,植被稀疏,是戈壁沙漠围绕 天然绿洲的边境地区[3J 东起山丹县瓷窑口.西至高台县黑大板河的大小26条 支流。主要支流有祁连八宝河、山丹马营河、民乐洪水 河、大渚马河、梨园河,这些河流均有独立出山口,大都修 建拦蓄工程.大部分径流被农业引灌,下游基本为季节性 河流[I-2l。流域内共建水库71座,总库容4.96X10Sm3;水 电站72座.总装机容量114.29 ̄104kW:设立水文站 2主要气象要素 黑河流域东部子水系中上游水文站观测资料连续 的气象要素主要包含气温、降水、蒸发3个要素 。各 水文站地理位置和气象要素多年均值统计见表1。 l0处.雨量站24处.洪水调查断面l3处。河流水系分 布见图1。 黑河.中国第二大内陆河,干流全长928km,南衔 祁连山区的雪水.北润中蒙边境的额济纳大地。横亘我 国西北内陆腹地 黑河干流莺落峡以上为上游,河道长 3气温变化特征 3.1 气温地域变化特征 313kin.流域面积1.Oxl04km2。上游地势高峻,气候严 寒湿润.是黑河水的主要来源区.莺落峡至正义峡之间 为中游,河道长204kin,流域面积2.56 ̄104km2。中游地 区绿洲、荒漠、戈壁、沙漠断续分布,地势平坦,是河西 黑河流域东部子水系中上游区域从上游往下游依 次有扎马什克、祁连、莺落峡、高崖、正义峡5个水文站 观测气温资料.气温总体地域变化特征表现为从南向 北随着海拔高程逐渐降低.多年平均气温呈现逐步升 收稿日期:2013—03—21 基金项目:国家自然科学基金重点项目(91125015) 作者简介:牛最荣(1964一),男,甘肃通渭人,教授级高工,主要从事水文水资源及水环境监测、评价和研究工作。E-mail:zmiul2@sina.COIn 第6期 牛最荣等:60年来黑河流域东部子水系中上游气温、降水、蒸发变化特征分析87 1997年开始呈现逐年上升的趋势.莺落峡、高崖、正义 峡水文站气温也从1997年逐步升高后趋于稳定 扎马 什克水文站1974 1996年多年平均气温l-3oC.1997~ 2011年多年平均气温2.7℃:祁连水文站1985 1996 年多年平均气温2.0oC.1997 2011年多年平均气温 2.7℃:莺落峡水文站1974~1996年多年平均气温 8.8oC.1997~201 1年多年平均气温9.4 ̄C:高崖水文站 1977~1996年多年平均气温9.1 .1997 2011年多年 平均气温lO.0℃:正义峡水文站1977~1996年多年平 均气温10.I ̄C.1997~2011年多年平均气温l1.O℃。扎 马什克、祁连、莺落峡、高崖、正义峡水文站1997 2011 年的多年平均气温比1996年以前的多年平均气温分 别升高幅度为1.4、O.7、0.8、0.9、0.9 ̄C,气温平均升高 0.9℃ 14.O l2.O 10.O ^一一—/v—\八 \、/ ===\ /?\ 8.0 /l— 、 1\/, 、/~、 \j 一一 ∥’ 6.0 4.。2.0 ^ ≈ …一. 0 -、、 、/\ —\. 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2Oo0 20o5 2010 2015 年份 图3逐年平均气温变化过程线图 Fig.3 The change of the mean nanual temperatures 4降水量变化特征 4.1 降水量地域变化特征 选取黑河流域东部子水系扎马什克、祁连、瓦房 城、双树寺、李桥、莺落峡、高崖、正义峡、肃南、鹦鸽咀 10个水文站观测降水量资料分析降水量的地域分布 规律.降水量总体地域变化特征表现为从南部祁连山 区向北部走廊平原、从东部山丹向西部高台下游随着 海拔高程逐渐降低.多年平均降水量呈现逐步减少的 趋势.降水量随海拔高程变化规律呈对数曲线变化『8 (见图4)。 4.2 降水量年际变化特征 选取深山区、浅山区、走廊平原区代表站扎马什 克、肃南、莺落峡、正义峡水文站降水量观测系列资料. 点绘扎马什克水文站1958 2011年、莺落峡水文站 1948 201 1年、肃南水文站1963 201 1年、正义峡水文 站1956~2011年逐年降水量变化过程线(见图5)。从 图中明显看出各站历年降水过程呈锯齿状高频振荡. 3000 807.071n 415一2500 。L,、. “Iu~::—— ——— g 2000 —r — l5o0 1000 500 O  I. .  . .. . 0 5O l00 l50 200 250 300 350 4O0 450 500 降水量/mm 图4多年平均降水量和海拔高程关系图 Fig.4 The relation between the mean annual precipitation and altitude 深山区代表站扎马什克、出山口代表站莺落峡、走廊平 原区(荒漠边缘区)代表站正义峡降水量长期变化总体 上是呈缓慢上升的趋势.浅山区代表站肃南降水量长 期变化总体上是呈缓慢下降的趋势[10-11]。具体变化趋 势统计见表2。 一莺落峡 肃南——扎马什克~正义峡 7o0 600 500 ——v=o.o24 +398.82—7- — — 卜 豳l 400 h I 一、^f、,、J 一v、,一’V lI、 差 . \f 。一nddRd 11 1 、 / ̄y=0.3979x一611.8 fI|n^ .r\ 1o0 I』 \』 、_/V ,一n — 7 R .V V : 0 V —●u’ ■一’V.u .■— .V . 1948 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2oo3 20o8 2013 年份 图5历年降水量变化过程及趋势图 Fig.5 The precipitation change and trend in the past years 表2代表站逐年降水量变化趋势统计表 Table 2 The statistics of the annual precipitation change trend of the representative stations 注:p为第t年降水量; 为时间(a)。 5蒸发量变化特征 5.1 蒸发量地域变化特征 选取流域内瓦房城、双树寺、李桥、扎马什克、祁 连、莺落峡、高崖、正义峡8个水文站观测蒸发量资料 分析蒸发量地域分布规律.蒸发量地域分布规律与降 水量、气温地域分布规律密切相关。蒸发量总体地域变 水文 第33卷 化特征表现为从南向北随着海拔高程逐渐降低.多年 平均蒸发量呈现逐步增大的趋势.如图6所示。蒸发量 随海拔高程变化规律呈指数曲线变化 蒸发量另一个 地域分布特点表现为走廊平原区代表站莺落峡、高崖、 正义峡水文站蒸发量在1 000~1 900mm之间.浅山区 代表站双树寺、肃南水文站蒸发量在750 1 250mm之 问.深山区代表站扎马什克、祁连水文站蒸发量在 650~720mm之间.如图7所示 30o0 250HD y=5q43 . le g 20o0 ’\ R2:l1.RR1 \\. 器15o0 1000 ^ 嫩 500 0 O 2o0 400 600 800 1000 1200 1 4(】O l60o 1800 蒸发量,mm 图6蒸发量和海拔高程关系图 Fig.6 The relation between the evaporation and altitude 5.2蒸发量年际变化特征 点绘双树寺、扎马什克、祁连、莺落峡、高崖、正义 峡、肃南7个水文站1980~2011年历年同步观测年蒸 发量过程线图.如图7所示。深山区扎马什克、祁连水 文站多年蒸发量变化趋势平稳.无明显增大或减小的 变化趋势:浅山区代表站双树寺、肃南和走廊平原区代 表站莺落峡、高崖、正义峡均呈现出蒸发量逐年减小的 总体变化趋势。其中莺落峡、高崖从2000年起蒸发量 逐年减小趋势明显 l ~ 面砥 趸 图7逐年蒸发量过程线图 Fig.7 The hydrograph of the annual evaporation 6结论 (1)气温总体地域变化特征表现为从南向北随着 海拔高程逐渐降低.多年平均气温呈现逐步升高的趋 势.气温随海拔高程变化规律呈对数曲线变化 扎马什 克、祁连、莺落峡、高崖、正义峡水文站1997~2011年 比1996年以前多年平均气温分别升高幅度为1.4、 0.7、0.8、0.9、0.9 ̄C,气温平均升高0.9 ̄C。 (2)降水量总体地域变化特征表现为从南部祁连 山区向北部走廊平原、从东部山丹向西部高台下游随 着海拔高程逐渐降低.多年平均降水量呈现逐步减少 的趋势.降水量随海拔高程变化规律呈对数曲线变化 各站历年降水过程呈锯齿状高频振荡.深山区代表站 扎马什克、出山口代表站莺落峡、走廊平原区(荒漠边 缘区)代表站正义峡降水量长期变化总体上是呈缓慢 上升的趋势.浅山区代表站肃南降水量长期变化总体 上是呈缓慢下降的趋势 (3)蒸发量地域分布规律跟降水量、气温地域分 布规律密切相关.蒸发量总体地域变化特征表现为从 南向北随着海拔高程逐渐降低.多年平均蒸发量呈现 逐步增大的趋势.蒸发量随海拔高程变化规律呈指数 曲线变化。1980~2011年间深山区扎马什克、祁连水文 站多年蒸发量变化趋势平稳.无明显增大或减小的变 化趋势;浅山区代表站双树寺、肃南和走廊平原区代表 站莺落峡、高崖、正义峡均呈现出蒸发量逐年减小的总 体变化趋势.其中莺落峡、高崖从2000年起蒸发量逐 年减小趋势明显 参考文献: [1]牛最荣,刘进琪,赵文智,等.河西内陆河流域土地利用对地表水资 源影响研究[J】.水文,2009,29(5).(NIU Zuirong,LIU Jinqi,ZHAO Wenzhi,et ak Study on influence of land use to surface water resources of inland river basin in Hexi[J].Journal of China Hydrology,2009,29(5 (in Chinese)) 【2]牛最荣,赵文智,黄维东,等.黑河下游生态调水对水资源时空变化 的影响分析[J1.水文,2011,31(5).(NIU Zuirong,ZHAO Wenzhi, HUANG Weidong,et a1.Analysis of influence of temporla and spa— tim change of ec0logical—water diversion to water resource in Heihe downstream[JJ.Journal of China Hydrology,2011,31(5).(in Chi- nese)) [3】刘进琪,牛最荣.内陆干旱区土地利用及覆被变化对水资源影响研 究[M】.兰卅l:甘肃人民出版社,2009.(LIU Jinqi,NIU Zuirong.The Study on Influence of Land Use and Cover Change on Water Resources in Inland Arid Areas[M】.Lanzhou:Gansu People’S Press,2009. 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(4).(MA Zhengyao.Analysis of change trend of runoff annual dis— Water Resources and Hydropower Engineering,2012,(4).(in Chi— tribution in Heihe River【JJ.Journal of China Hydrology,201 1,3l nese)) (4).(in Chinese)) Change Characteristics of Temperature,Precipitation and Evaporation in Upper and Middle Reaches of Eastern Heihe River Basin in Recent 60 Years NIU Zuirong ,AN Dong (1.Hydrology and WoLerResources Bureau ofGansu Province,Lanzhou 730000,China; 2.College ofHydrology and Water Resources,Hohai University,Nanjing 210098,China) Abstract:The regional and interannual change characteristics of three elements were analyzed based on the observed da— ta of temperature,precipitation and evaporation from the 1 0 hydrometry stations in the upper and middle reaches of the eastern sub—rivers in the Heihe River Basin in the recent 60 years.The results show:(1)The mean annual temperature gradually increased with the altitude rfom the south to north decreasing.and the temperature increased by 0.9℃in aver— age since 2000.(2)The mean annual precipitation gradually decreased gradually with the ahitude from the south to north and rfom the east to west decreasing.The precipitation hydrographs of the stations are serrated in high-frequency oscilla— tion over the years.The precipitation has a long trend of slow increase in the deep mountain area and plain of corridor (edges of desert),while the precipitation has a trend of slow decrease in the hilly area.(3)The geographical distribution of the evaporation is closely related with the precipitation and temperature distribution,and the mean annual evaporation gradually increased with the altitude rfom the south to north decreasing.There was no big change of the mean annual e— vaporation in the deep mountain area rfom 1 980 to 20 1 1,while there was a trend of evaporation decreasing in the hilly area and plain of corridor. Key words:temperature;precipitation;evaporation;regional change;interannual change;Heihe River 

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