尹雄銳，王曉妮，侯 琳，王 勇

(水利部松遼水利委員會(huì)，吉林 長(zhǎng)春 130021)

洮兒河為松花江流域嫩江水系下游右側(cè)的一大支流，位于松嫩平原西部，地處干旱半干旱的過(guò)渡地帶，近幾十年來(lái)受氣候變化和人類活動(dòng)的雙重影響，流域水資源發(fā)生了深刻的變化，中下游地區(qū)水資源供需矛盾日益突出，由于水資源短缺，下游地區(qū)已大面積出現(xiàn)濕地退化、土地鹽堿化、土壤沙化等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)域

洮兒河發(fā)源于大興安嶺東麓的高岳山，河流自西北向東南流經(jīng)內(nèi)蒙古興安盟的科右前旗，烏蘭浩特市和吉林省白城地區(qū)洮南、鎮(zhèn)賚、大安等縣，在月亮泡附近注入嫩江，干流總長(zhǎng)536 km。該流域東為嫩江，西接大興安嶺，南臨霍林河，北靠綽爾河，流域面積43 443 km2，其中內(nèi)蒙古境內(nèi)流域面積31 812 km2，包括二龍濤河、大小額木特河及洮兒河與霍林河之間的閉流區(qū)。流域地形東高西低，從西北向東南高程逐漸減小。洮兒河流域?qū)儆谥袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)，夏季炎熱而短暫，年平均氣溫-2.5～5℃。流域多年平均降水量435 mm，從空間上看，降水量由上游的470 mm減小到下游380 mm。氣候系統(tǒng)受季風(fēng)和地形的影響，降水年內(nèi)分配不均勻，降水量80%以上集中于6—9月，尤其集中于7，8兩月，多局部性暴雨；降水年際變化大，旱澇年份交替出現(xiàn)，且有連續(xù)豐水年和連續(xù)枯水年出現(xiàn)，豐水年的降水量達(dá)到枯水年的3～4倍。年蒸發(fā)量1 800～2 000 mm（20 cm蒸發(fā)皿），最大值出現(xiàn)在春季4—5月份。

2 數(shù)據(jù)處理

研究選取洮兒河流域內(nèi)及鄰近4個(gè)氣象站（阿爾山、索倫、烏蘭浩特、白城）氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)以及流域內(nèi)2個(gè)水文站（索倫、洮南）數(shù)據(jù)，氣象站和水文站沿著干流方向分布在流域上中下游，為了各站點(diǎn)時(shí)間序列具有可對(duì)比性，氣象資料和徑流資料都取1958—2006年。

3 研究方法

Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法是由世界氣象組織推薦的應(yīng)用于環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)間序列趨勢(shì)分析的方法，已經(jīng)廣泛用于檢驗(yàn)水文氣象資料的趨勢(shì)成分。對(duì)于長(zhǎng)度為 n 的時(shí)間序列 X1，X2，X3，…，Xn，

Mann-Kendall方法有兩個(gè)重要的趨勢(shì)檢驗(yàn)參數(shù)，一是顯著性水平α，表示趨勢(shì)的強(qiáng)弱；二是傾斜度β，表示趨勢(shì)的方向和大小，當(dāng)β＞0時(shí)表示上升趨勢(shì)，當(dāng)β＜0時(shí)表示下降趨勢(shì)，計(jì)算公式為：

4 結(jié)果分析與討論

4.1 氣溫趨勢(shì)變化

洮兒河流域氣溫的年際變化與多年平均值（表1）表明：洮兒河流域氣溫隨著地形的變化，從上游到下游逐漸升高，上游阿爾山站最低為-2.8℃，下游白城站最高為5.0℃。從1958年以來(lái)全流域氣溫都呈增加趨勢(shì)，2000年以來(lái)流域上游地區(qū)氣溫比20世紀(jì)60年代上升了1℃，中下游地區(qū)升溫更為顯著，升高1.6～1.8℃。

MK趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果（表2，圖1）表明：阿爾山站氣溫春、夏、冬季都通過(guò)了95%的置信度檢驗(yàn)，具有顯著趨勢(shì)；其β值都大于0，因此具有顯著上升趨勢(shì)，其年平均氣溫以0.02℃/a的速度上升；春季和冬季氣溫上升最為顯著，秋季氣溫也有上升趨勢(shì)，但是沒(méi)有通過(guò)95%的置信度檢驗(yàn)。索倫站年平均氣溫春季和夏季平均氣溫通過(guò)了95%的置信度檢驗(yàn)，而秋季和冬季平均氣溫有上升趨勢(shì)，沒(méi)有通過(guò)95%的置信度檢驗(yàn)，趨勢(shì)不顯著；年平均氣溫以0.025℃/a的速度上升，春季平均氣溫上升最為顯著。中游烏蘭浩特站年平均氣溫及各季節(jié)平均氣溫均通過(guò)95%置信度檢驗(yàn)，呈顯著上升的趨勢(shì)，年平均氣溫上升速度為0.047℃/a，冬季平均氣溫上升最為顯著。下游白城站除了夏季外，其他各季節(jié)平均氣溫都通過(guò)95%置信度檢驗(yàn)，呈顯著上升的趨勢(shì)，年平均氣溫以0.035℃/a的速度上升，冬季平均氣溫上升最為顯著。

從整個(gè)流域來(lái)看，平均氣溫總體變化趨勢(shì)基本一致，但各季節(jié)的平均氣溫趨勢(shì)變化略有不同，流域上游地區(qū)以春季增溫最為顯著，而中下游地區(qū)以冬季增溫最為顯著，烏蘭浩特站在4個(gè)站中平均氣溫增加最為顯著。

4.2 降水趨勢(shì)變化

洮兒河流域多年平均降水量（表1）隨著地形高程的減小，從上游到下游逐漸減少；上游索倫站降水量最多，為459.3 mm，下游白城站最少為386.6 mm。從年際變化來(lái)看全流域降水量經(jīng)歷了從20世紀(jì)60年代到70年代減小，從70年代到80年代增加，90年代以后降水量又減小的過(guò)程。

降水序列的變化趨勢(shì)沒(méi)有氣溫序列的變化趨勢(shì)顯著。所有站點(diǎn)的降水在各個(gè)時(shí)間尺度上都沒(méi)有通過(guò)95%的置信度檢驗(yàn)，說(shuō)明變化趨勢(shì)不顯著（表2，圖1）。從年尺度來(lái)看，各站的β值都小于0，說(shuō)明流域降水呈減小的趨勢(shì)，從上游到下游降水量減小的幅度增大，白城站降水量減小幅度最大，達(dá)到1.943 mm/a。從季節(jié)尺度來(lái)看，流域上游地區(qū)阿爾山站和索倫站春、夏、秋季降水量β值小于0，呈微弱減小的趨勢(shì)，夏季減小幅度最大，冬季降水呈微弱增加趨勢(shì)。烏蘭浩特站降水量春季和冬季都有微弱增加的趨勢(shì)，夏季和秋季呈微弱減小的趨勢(shì)。白城站各季節(jié)降水量趨勢(shì)變化與上游一致，春、夏、秋季降水量β值小于0，呈微弱減小的趨勢(shì)，冬季降水量呈微弱增加趨勢(shì)，且夏季降水量減小幅度較大，達(dá)到1.97 mm/a。

表1 洮兒河流域多年平均氣溫和降水量

表2 洮兒河流域氣溫和降水變化趨勢(shì)與β值

4.3 徑流

1）徑流趨勢(shì)變化。采用Mann-Kendall方法對(duì)洮兒河流域上游索倫站和下游洮南站年和各季節(jié)實(shí)測(cè)平均流量分析變化趨勢(shì)，2個(gè)站年平均流量都通過(guò)了95%的置信度檢驗(yàn)，β值都小于0，說(shuō)明洮兒河流域徑流呈顯著減小的趨勢(shì)，索倫站β＝-0.219 m3/（s·a），洮南站 β＝-0.507 m3/（s·a）；除索倫站夏季平均流量沒(méi)有通過(guò)95%的置信度檢驗(yàn)，其他季節(jié)平均流量都通過(guò)檢驗(yàn)，徑流減小非常顯著，以夏季和秋季減少量最大。

2）徑流變化成因分析。洮兒河流域徑流變化主要受氣候變化和人類活動(dòng)的影響。從洮兒河流域氣溫和降水1958—2006年的序列檢測(cè)可以看出，洮兒河流域近幾十年來(lái)氣溫顯著升高，降水減少，特別是中下游地區(qū)更加突出，降水減少加劇了氣溫升高引起的干旱化，導(dǎo)致流域徑流減小。流域自2000年以來(lái)一直處于降水明顯偏少時(shí)期，降水量相對(duì)多年平均減少16%，而河道徑流相對(duì)于多年平均狀況大幅減少，索倫站徑流比多年平均值減少68%（圖2）。水利工程建設(shè)和農(nóng)業(yè)用水增加，對(duì)徑流產(chǎn)生了顯著的影響。自20世紀(jì)70年代以來(lái),在洮兒河干支流相繼修建了許多水庫(kù)，其中大型水庫(kù)有察爾森水庫(kù),中型水庫(kù)有雙城水庫(kù)、明星水庫(kù)、大青山水庫(kù)、永豐水庫(kù)、群昌水庫(kù)、創(chuàng)業(yè)水庫(kù)、團(tuán)結(jié)水庫(kù)等。水庫(kù)的運(yùn)行改變了流域河道徑流的時(shí)空分布，而中下游灌區(qū)的開(kāi)發(fā)大量取用河道徑流，導(dǎo)致了流域中下游河道徑流大幅減小，下游洮南站在近幾年連續(xù)出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間斷流（圖2），加劇了下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化。洮兒河流域處于半干旱氣候地區(qū)，徑流對(duì)氣候的變化非常敏感，流域產(chǎn)流主要在上游大興安嶺地區(qū)，下游平原區(qū)幾乎不產(chǎn)流，因而人類活動(dòng)是影響下游河道徑流變化的主要控制因素。

圖1 洮兒河流域各季節(jié)平均氣溫和降水的β值

圖2 多年平均流量變化

5 結(jié)語(yǔ)

該文采用Mann-Kendall方法對(duì)洮兒河流域1958—2006年氣溫和降水及徑流序列分析了長(zhǎng)期趨勢(shì)變化，結(jié)果表明：洮兒河流域氣溫升高明顯，2000年以來(lái)流域上游地區(qū)氣溫比20世紀(jì)60年代上升了1℃，中下游地區(qū)升溫更為顯著，升高1.6～1.8℃。平均氣溫總體變化趨勢(shì)基本一致，但各季節(jié)的平均氣溫趨勢(shì)變化略有不同，流域上游地區(qū)以春季增溫最為顯著，而中下游地區(qū)以冬季增溫最為顯著。全流域降水量經(jīng)歷了從20世紀(jì)60年代到70年代減小，從70年代到80年代增加，90年代以后降水量又減小的過(guò)程，整體表現(xiàn)為減小趨勢(shì)，但是趨勢(shì)并不顯著，從上游到下游降水量減小的幅度增大；從季節(jié)上看，流域冬季降水量有微弱增加的趨勢(shì)，其他季節(jié)表現(xiàn)出微弱減小的趨勢(shì)。流域徑流表現(xiàn)出顯著減小的趨勢(shì)，以夏季和秋季減少量最大。徑流對(duì)氣候的變化非常敏感，流域上游徑流除了人類活動(dòng)影響外，還受氣溫升高和降水減小等氣候變化的影響，中下游地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)利用程度不斷增加，人類活動(dòng)是影響下游河道徑流變化的主要控制因素。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步分析氣候變化和人類活動(dòng)影響下的流域產(chǎn)匯流機(jī)制，量化氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)流域徑流變化的影響。

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