王憲寶　塔伊·阿不都卡德爾（.伊犁水文勘測(cè)局新疆伊寧835000；.新疆水文局新疆烏魯木齊830000）

淺析伊犁河干流北山區(qū)徑流量變化趨勢(shì)

王憲寶1塔伊·阿不都卡德爾2
（1.伊犁水文勘測(cè)局新疆伊寧835000；2.新疆水文局新疆烏魯木齊830000）

本文通過對(duì)伊犁河北山區(qū)國(guó)家基本水文站1960年～2010年的水文、氣象資料運(yùn)用M-K檢驗(yàn)進(jìn)行分析，得出該區(qū)域內(nèi)水量的變化趨勢(shì)，并提出相應(yīng)的對(duì)策，以供參考使用。

伊犁河；北山區(qū)；徑流量；M-K檢驗(yàn)；趨勢(shì)

1　引言

伊犁河干流北山區(qū)主要指喀什河與伊犁河匯合以后下游，直至中國(guó)與哈薩克斯坦國(guó)邊界處干流段的北部，霍爾果斯河（界河）以東，別珍套山-科古琴山山脈南坡。河源高程在3500m～4300m之間，地勢(shì)大體為北高南低、東高西低。行政區(qū)域?yàn)橐翆幨?、霍爾果斯市、霍城縣、伊寧縣等4個(gè)縣市，屬伊犁州重要的交通要道和經(jīng)濟(jì)發(fā)展重地，但區(qū)域內(nèi)水資源量十分缺乏，可利用水資源量則更為匱乏。伊犁河干流北山區(qū)河流發(fā)育較好，較大的河流主要有切德克河、匹里青河、開根河、霍爾果斯河、大西溝、小西溝、果子溝、鐵廠溝、吉爾格朗河等諸多河流，均為伊犁河的一級(jí)支流，其間還有較多的泉水發(fā)育，補(bǔ)給來(lái)源主要是融雪水、泉水和地下水補(bǔ)給，其河溝的流域呈狹長(zhǎng)帶狀，西部部分河流有冰川分布，流域面積較小均在1500km2以下，河長(zhǎng)不超過100km，在伊犁河干流北山區(qū)區(qū)域內(nèi)，位于中東部建有國(guó)家基本水文站A水文站，中西部建有國(guó)家基本水文站B水文站。

2　徑流資料和分析方法

2.1資料

伊犁河干流北山區(qū)選取國(guó)家基本水文站A水文站和B水文站的水文、氣象資料進(jìn)行分析。各項(xiàng)資料均按照部頒水文技術(shù)規(guī)范要求，經(jīng)計(jì)算、整編、審查、復(fù)核、匯編等程序核定后，編入國(guó)家水文年鑒或國(guó)家二級(jí)節(jié)點(diǎn)水文數(shù)據(jù)庫(kù)，其項(xiàng)目測(cè)驗(yàn)規(guī)范，整編方法合理，成果精度可靠。由于以上兩處水文站建站時(shí)間不同，導(dǎo)致其水文、氣象序列資料長(zhǎng)短不一，且在建站初期存在部分年份資料缺測(cè)的情況，為使資料序列保持一致，選取觀測(cè)資料齊全，序列相對(duì)較短的1960年～2010年（共51a）的短序列年徑流量、降水和氣溫資料，對(duì)該區(qū)域內(nèi)的徑流量變化趨勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2.2方法

在時(shí)間序列趨勢(shì)分析中，Mann-Kendall（簡(jiǎn)稱M-K）檢驗(yàn)是世界氣象組織推薦并已被廣泛使用的非參數(shù)檢驗(yàn)方法，它不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，使用于水文、氣象等非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)。首先，選用A、B水文站觀測(cè)的徑流量資料采用M-K檢驗(yàn)分別對(duì)區(qū)域代表站A水文站和B水文站徑流資料進(jìn)行趨勢(shì)分析，得出徑流量的現(xiàn)狀和自身的變化趨勢(shì)；其次，通過對(duì)伊犁河流域中小河流水文站多年的研究表明，在屬干旱半干旱區(qū)的伊犁河流域，徑流的形成主要是受氣溫和降水的影響較大，使用氣溫和降水資料是伊犁河流域中小河流徑流量進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)常用的方法，所以同樣采用M-K檢驗(yàn)對(duì)該區(qū)域內(nèi)徑流量影響較大的氣溫和降水因子亦進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，通過對(duì)降水和氣溫的趨勢(shì)分析間接對(duì)徑流量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。

3　徑流分析

3.1年徑流量趨勢(shì)分析

運(yùn)用Mann-Kendall檢驗(yàn)分別將A水文站和B水文站的1960年～2010年的年徑流量時(shí)間序列進(jìn)行趨勢(shì)性分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。

從表1中可以看出各代表站年徑流量時(shí)間序列的│ZMK│均小于N0.05/2（0，1）=1.96，故不存在明顯的上升或下降趨勢(shì)，在1960年～2010年的年徑流量的均值附近上下浮動(dòng)，變化不大；對(duì)比圖1（A）～（B），2個(gè)代表站的Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果較為相似，年徑流序列均包含上升和下降的過程，其資料的代表性較好。從A水文站的實(shí)測(cè)年徑流量來(lái)看，1960年～1973年其UF值上下波動(dòng)，變化趨勢(shì)不明顯，1973年以后至1986年UF值持續(xù)下降，有減少的趨勢(shì)，直至1978年才被檢測(cè)出有顯著的下降趨勢(shì)，隨后UF值持續(xù)上升又有增加的趨勢(shì)，但其UF值始終處于上下臨界值之間，增加趨勢(shì)不顯著，總體來(lái)說A水文站年徑流量的時(shí)間序列沒有顯著上升和下降的趨勢(shì)。從B水文站測(cè)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，其UF值先是保持下降趨勢(shì)，到1963年（僅該年檢測(cè)出有顯著的增加趨勢(shì)）后開始有上升趨勢(shì)，在1984年～2003年期間開始有突變，處于上升趨勢(shì)，但從整體上來(lái)看UF值始終均處于上下臨界值之間，同樣說明了B水文站年徑流量的時(shí)間序列沒有顯著上升和下降的趨勢(shì)。這就表明伊犁河干流北山區(qū)年徑流量變化趨勢(shì)不明顯，處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值。

表1　伊犁河干流北山區(qū)代表站徑流量變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)表

圖1　伊犁河干流北山區(qū)代表站徑流量時(shí)間序列Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果圖

3.2降水和氣溫方面趨勢(shì)分析

從代表站的年徑流資料來(lái)看，來(lái)水量主要集中在4月～8月，分別占到年徑流量的65.8%（A站）、69.8%（B站），A站最大月來(lái)水量為7月，占年徑流量的16.78%，B站最大月來(lái)水量為5月，占年徑流量的22.4%。從最大來(lái)水量出現(xiàn)的月份和比列的差異來(lái)看，這主要是由于A站河源有冰川這一天然的水庫(kù)所導(dǎo)致，全年來(lái)水量時(shí)間分布較為舒緩，變化較??；而B站無(wú)冰川補(bǔ)給，只有融雪水補(bǔ)給，導(dǎo)致其徑流量年內(nèi)分配不均，變化較大。各代表站的汛期（4月～9月）的年降水量與徑流量一致性較好，在山區(qū)秋、冬季節(jié)降水主要形式是降雪，大多以積雪的形態(tài)儲(chǔ)存在海拔較高的山區(qū)，其補(bǔ)給河道的水量很小，所以秋、冬季節(jié)降水對(duì)徑流的形成影響較小，詳見圖2。

在春、夏季節(jié)積雪和冰川隨著氣溫的不斷升高，開始慢慢融化，逐漸匯入河槽，成為徑流的主要補(bǔ)給來(lái)源，不難發(fā)現(xiàn)在有冰川補(bǔ)給的A河，在氣溫的影響下徑流與氣溫?cái)M合較好，而在沒有冰川僅有積雪補(bǔ)給的B河，在氣溫逐漸上升時(shí)，其積雪開始融化，在5月份以后積雪量急速減少，融雪水有效補(bǔ)給河道的水量很小，對(duì)河槽徑流量影響就小，氣溫與徑流量擬合較差，詳見圖3。由以上我們可以確定降水、氣溫因子的變化對(duì)徑流量的影響較大。

圖2　伊犁河干流北山區(qū)代表站多年平均降水量與徑流量對(duì)照?qǐng)D

圖3　伊犁河干流北山區(qū)代表站多年平均氣溫與徑流量對(duì)照?qǐng)D

圖4　伊犁河干流北山區(qū)代表站多年平均降水量變化趨勢(shì)檢驗(yàn)

圖5　伊犁河干流北山區(qū)代表站多年平均氣溫變化趨勢(shì)檢驗(yàn)

分析2個(gè)區(qū)域代表站51年的降水和氣溫資料，A站的降水線性斜率為0.0395，氣溫增長(zhǎng)率為0.066℃/10a，均略有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但其增長(zhǎng)率較小，對(duì)徑流量的變化趨勢(shì)影響較小；而B站降水線性斜率為-0.0321，有下降趨勢(shì)，氣溫增長(zhǎng)率為0.123℃/10a，氣溫有增長(zhǎng)趨勢(shì)，其減少/增長(zhǎng)率較小，對(duì)徑流量的變化趨勢(shì)影響也較小，詳見圖4～圖5。經(jīng)過Mann-Kendall檢驗(yàn)，這2個(gè)區(qū)域代表站的降水、氣溫時(shí)間序列的│ZMK│均小于N0.05/2（0，1）=1.96，故不存在明顯的上升或下降趨勢(shì)，趨勢(shì)變化不顯著，同樣驗(yàn)證了降水和氣溫減少/增長(zhǎng)率較小，變化趨勢(shì)不明顯，詳見表2?？傮w上來(lái)說該區(qū)域內(nèi)2個(gè)代表站的降水和氣溫變化趨勢(shì)不顯著，長(zhǎng)期處于一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)。所以伊犁河干流北山區(qū)年徑流量也不會(huì)有較大的變化趨勢(shì)。

表2　伊犁河干流北山區(qū)代表站降水、氣溫變化趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)表

4　結(jié)論和建議

通過以上的分析和對(duì)區(qū)域代表站1960年～2010年（共51a）徑流量、降水、氣溫等觀測(cè)資料，采用Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)方法分析了伊犁河干流北山區(qū)水量變化趨勢(shì)。分析結(jié)果表明：

（1）伊犁河干流北山區(qū)徑流量在51年的時(shí)序系列雖有上升或下降的趨勢(shì)，但總在均值附近波動(dòng)，變化趨勢(shì)不明顯，進(jìn)一步可以說明伊犁河干流北山區(qū)的徑流量是相對(duì)穩(wěn)定的，可以認(rèn)為伊犁河干流北山區(qū)地表水資源量是不變的。

（2）伊犁河干流北山區(qū)徑流量趨勢(shì)預(yù)報(bào)方法多采用降水和氣溫因子，由以上分析可知，降水和氣溫因子變化趨勢(shì)不明顯，變化量較小，只影響徑流量的年內(nèi)分配，對(duì)總的趨勢(shì)變化影響較小，故徑流量亦無(wú)增長(zhǎng)或減少的趨勢(shì)。

目前，隨著西部援建工作的逐年推進(jìn)，援建項(xiàng)目的不斷建設(shè)實(shí)施，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、人口的不斷增長(zhǎng)，種植業(yè)和畜牧業(yè)的擴(kuò)大發(fā)展，這就使得水資源的開發(fā)的利用問題日趨嚴(yán)峻，水資源勢(shì)必成為今后該區(qū)域內(nèi)發(fā)展的瓶頸。為能使水資源能可持續(xù)發(fā)展，適應(yīng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要，很有必要加強(qiáng)水量統(tǒng)一調(diào)度、水土保持、水質(zhì)檢測(cè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的研究。陜西水利

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（責(zé)任編輯：李蕊）

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