臧金丹,張陽(yáng)生

(西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院,陜西西安 710127)

0 引言

在全球氣候變暖的背景下,氣候研究在全球變化研究中有著重要的地位與作用。特別是十年到幾十年的氣候變化對(duì)全球以及區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的影響,對(duì)中國(guó)區(qū)域氣候變化規(guī)律、變化趨勢(shì)的研究一直是中國(guó)氣象界所關(guān)注的重大研究課題[1]。在氣候變化中,氣溫、降水的異常經(jīng)常導(dǎo)致氣象災(zāi)害的發(fā)生,二者起著主導(dǎo)作用[2]。在全球各種自然災(zāi)害造成的損失中洪澇占 40%,可見(jiàn)水災(zāi)損失的嚴(yán)重性[3]。洪澇災(zāi)害的發(fā)生不但與降水量有一定的關(guān)系,而且在很大程度上還取決于降水在時(shí)間上的分布不均。因此從時(shí)間變化角度分析安康地區(qū)的降水特征及其變化趨勢(shì),不僅可以預(yù)防旱澇災(zāi)害,而且對(duì)研究雨水資源化利用也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,為城市雨水資源化潛力的估算提供重要的依據(jù),并為區(qū)域性城市雨水資源化利用中各環(huán)節(jié)的有機(jī)協(xié)調(diào)提供依據(jù)[4]。

1 區(qū)域概況

安康市位于陜西 省南部,地處北緯 31°42′～ 33°49′、東經(jīng) 108°01′～ 110°01′之間,面積 23 391 km2,占陜西省面積的 11.4%。南依大巴山北坡,北靠秦嶺主脊,東西寬約200 km,南北長(zhǎng)約 240 km,漢江由西向東橫貫,構(gòu)成“兩山夾一川(江)”的自然地貌。

安康市屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,雨量充沛,無(wú)霜期長(zhǎng)。垂直地域性氣候明顯,年平均氣溫為 12～15℃左右。全市日照時(shí)數(shù)在1 495.6～1 836.2小時(shí)之間。年降水量在 750～1 100 mm之間。全市無(wú)霜期 210～270天,平均 8個(gè)月以上。冬季寒冷少雨雪,夏季多雨并有伏旱,春暖干燥,秋涼濕潤(rùn)并多連陰雨是安康市的主要?dú)夂蛱卣鳌?zāi)害性天氣以伏旱、暴雨和連陰雨為主。

安康市水資源總量和人均占有量居全省首位。年平均徑流量 106.55億 m3,過(guò)境客水 145.7億 m3,年總水量 252億 m3,人均自產(chǎn)徑流量 3625 m3,是關(guān)中地區(qū)的 12.7倍,是陜西省的 2.7倍,是全國(guó)的 1.46倍[5]。

2 安康市降水的時(shí)間分布特征及變化規(guī)律

2.1 逐年平均降水量變化

2.1.1 年降水量

為了更直觀的反應(yīng)安康地區(qū)降水的年際變化規(guī)律,做出研究區(qū) 1961～2008年年平均降水量及五年滑動(dòng)平均降水量時(shí)間序列圖。

圖1 安康地區(qū)年降水量及五年滑動(dòng)平均降水量時(shí)間序列圖

從圖 1中可以看出安康地區(qū) 48年以來(lái)逐年降水量分布極不平衡,1983年降水量為最大值達(dá)到1 109.2mm,而 1992年降水量最小值僅有 181.5 mm,兩者相差大于 900 mm。但在圖中可見(jiàn)1 992年降水量有明顯的異常現(xiàn)象,下降幅度很大,如排除1 992年從圖中可知降水量最小的為 1999年的525.8 mm,與最大值比較兩者相差 583.4 mm,研究區(qū) 48年的平均年降水量為 796.6mm。從年降水量(圖 1中實(shí)曲線)和 5年滑動(dòng)平均降水量(圖 1中虛線)看出年降水量隨時(shí)間變化呈現(xiàn)減少的趨勢(shì),但減少的較緩慢,平均以 2.1mm/10a的變化率遞減。

2.1.2 累計(jì)距平分析

圖2 年平均降水量累積距平曲線

由累積距平曲線(圖)可以看出安康地區(qū)年降水量變化趨勢(shì)十分明顯,近 48年來(lái)總體大致呈增加 -減少 -略微增加趨勢(shì),80年代中期之前是增加趨勢(shì),為降水偏豐期,之后是減少趨勢(shì),為降水略微偏枯期,但在 21世紀(jì)降水又呈現(xiàn)了略微增加趨勢(shì)?？梢?jiàn)安康地區(qū)在 80年代中期由降水偏豐轉(zhuǎn)為降水偏枯后又有所增加。具體分析降水情況來(lái)看,70年代初期之前降水略有減少,之后到 80年代中期顯著增加,80年代后期與 90年代又顯著減少,到 21世紀(jì)后降水逐漸增加。

2.2 季平均降水量變化

根據(jù)研究區(qū)的氣候特征得知春季為 3～5月,夏季為 6～8月,冬季為 12～2月。從表 1中可以看出,安康地區(qū)的降水主要集中在夏季,夏季降水量占全年總降水量的 45.4%,其次為春秋季節(jié),秋季比春季降水量稍多,而冬季降水稀少,僅占年總降水量的 2.8%。

表1 安康季平均降水量

為了分析安康地區(qū)每個(gè)季度的降水演變趨勢(shì),分別計(jì)算出各季降水趨勢(shì)系數(shù)與傾向率,并通過(guò)回歸方程表示降水序列的線性變化趨勢(shì)。下圖(圖 3)為各季降水距平變化曲線(實(shí)曲線)及其 5年滑動(dòng)平均曲線(虛線)和線性趨勢(shì)(實(shí)線)。(注:圖中 abcd分別為春夏秋冬各季)

圖3 安康地區(qū)平均降水量季變化

在安康地區(qū)各季降水量圖中可以分析得出春秋兩季降水均減少,春季降水傾向率為 -1.43 mm/a,秋季為 1.91 mm/a。由 5年滑動(dòng)平均曲線可以看出,春季 70年代以前降水高于平均值,之后降水幾乎都低于平均值,降水量從 60年代中期開(kāi)始減少,到 90年代中期以后降水開(kāi)始有所上升。夏季降水總體線性呈上升趨勢(shì),降水傾向率為 2.92 mm/a,由 5年滑動(dòng)平均曲線來(lái)看為波動(dòng)上升,80年代前后降水由増多到減少,但在 90年代以后降水又開(kāi)始緩慢增加,其中 70年代中期到 90年代之前降水最多。秋季由滑動(dòng)曲線可知降水在波動(dòng)中下降,總體看來(lái) 80年代中期前降水較多,其中1964、1974、1984年降水異常偏多,之后降水呈明顯下降趨勢(shì)。冬季降水總體線性呈緩慢上升趨勢(shì),降水傾向率為在銀川平原的先秦時(shí)期,古老的居民往往選擇在河流的二級(jí)臺(tái)地上定居,這不僅因?yàn)樗Y源是不可缺少的條件,同時(shí)也是發(fā)展農(nóng)牧業(yè)所必備的基礎(chǔ)條件。秦漢以來(lái)的歷代統(tǒng)治者對(duì)銀川平原的河渠開(kāi)發(fā)都相當(dāng)重視,引黃灌溉成為銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展形成的關(guān)鍵。

工業(yè)社會(huì)時(shí)期,銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域依托黃河發(fā)展,形成了南部青銅峽水利水電開(kāi)發(fā),西部賀蘭山河渠開(kāi)發(fā),中部銀川沿河工業(yè)開(kāi)發(fā),北部石嘴山揚(yáng)水工程開(kāi)發(fā)的一個(gè)梯度開(kāi)發(fā)模式。

綜合來(lái)看,水資源的空間分布與對(duì)水利資源的開(kāi)發(fā)——水利體系建設(shè)對(duì)銀川平原的城鎮(zhèn)空間分布有三點(diǎn)影響:

1.河流為城鎮(zhèn)發(fā)展提供直接的水資源,成為早期居民優(yōu)先選擇,建立城鎮(zhèn)的最佳地點(diǎn)。

2.河流與水利的建設(shè)為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了良好的發(fā)展條件,在農(nóng)業(yè)社會(huì)時(shí)期,農(nóng)業(yè)是城鎮(zhèn)賴以存在的基礎(chǔ),城鎮(zhèn)的形成往往依托農(nóng)業(yè),故城鎮(zhèn)的布局和農(nóng)業(yè)與河流水利形成不可分割的密切關(guān)系。在工業(yè)社會(huì)時(shí)期,河流與水利又是工業(yè)選址的首選,工業(yè)聚集的地方往往容易形成城市。

3.河流與河渠的開(kāi)發(fā)建設(shè)也為城鎮(zhèn)之間提供了交通的基礎(chǔ),成為區(qū)域之間密切聯(lián)系的重要橋梁和紐帶,從而為城鎮(zhèn)沿河分布形成奠定了發(fā)展的基礎(chǔ)。[5]

通過(guò)對(duì)銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源的空間分布的特征的分析結(jié)合本節(jié)的分析可以看出,銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域水資源對(duì)銀川平原城鎮(zhèn)的發(fā)育形成與未來(lái)發(fā)展有重大意義。集中的分布的水資源,造就了以黃河水利體系為其生態(tài)基礎(chǔ)的銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域。在未來(lái)銀川平原城鎮(zhèn)區(qū)域的開(kāi)發(fā)建設(shè)中,應(yīng)更加重視對(duì)該區(qū)域水資源的保護(hù)。保持一種清醒的頭腦,堅(jiān)持“保護(hù)先行,漸進(jìn)開(kāi)發(fā)”的發(fā)展策略。

[1]寧夏國(guó)土資源廳編制.寧夏回族自治區(qū)資源環(huán)境圖集[M].北京:中國(guó)地圖出版社,2006.

[2]陳彥光,羅靜.城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)的信息維分析[J].信陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1997(1):64-69

[3]王鎮(zhèn)中.關(guān)中城鎮(zhèn)區(qū)域空間結(jié)構(gòu)的演變、動(dòng)力機(jī)制與優(yōu)化研究[D].[碩士學(xué)位論文].西北大學(xué).2009.6

[4]王勁峰.空間分析[M].北京:科學(xué)出版社,2006

[5]許學(xué)強(qiáng)、周一星、寧越敏.城市地理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1997.07