趙 飛

(新疆阿克蘇水文勘測(cè)局，新疆 阿克蘇 843000)

1 阿克蘇河流域降水量及其分布特征

阿克蘇河流域位于天山南麓的中部和西部、在塔里木盆地的西北邊界，是塔里木河最富水的支流。上游有庫(kù)瑪拉克河與托什干河兩條源流，兩大源流入境后，分別流經(jīng)克孜勒蘇及阿克蘇兩地州的阿合奇、烏什、溫宿、阿克蘇、阿瓦提等五縣市，在肖夾克(東經(jīng)80°59′，北緯40°32′)處加入塔里木河。阿克蘇河的主要河流長(zhǎng)132 km，地理位置在東經(jīng)75°35′～81°00′和北緯40°25′～42°28′之間。流域總面積為63,100 km2，其中所屬流域中有42,800 km2位于我國(guó)。國(guó)外(吉爾吉斯斯坦境內(nèi))流域面積2.03萬(wàn)km2；本次流域降水量分析的范圍為阿克蘇河流域國(guó)內(nèi)的部分區(qū)域，涉及區(qū)域面積3.60萬(wàn)km2，其中山區(qū)面積2.21萬(wàn)km2，平原面積1.39萬(wàn)km2[1]。

阿克蘇河流域地理位置位于歐亞大陸的腹地，該盆地的地形從北向南，從西向東逐漸減小，從而使地質(zhì)帶分布更加清晰。水蒸氣主要來(lái)自西方循環(huán)。降水主要集中在山區(qū)，且東西部分布均勻。垂直帶的分布變化很大。托穆?tīng)柹巾敻浇母呱降貐^(qū)海拔7435 m，坎塘格峰的高峰為6995 m，年降水量在海拔1000 m左右的地區(qū)，年降水量?jī)H為50 mm左右，增長(zhǎng)率為海拔高度的年降水量約為16.9 mm/100 m[1-2]，這是河流徑流補(bǔ)給帶的典型特征，并且在垂直干旱地區(qū)具有多樣性的特點(diǎn)。

2 降雨量數(shù)據(jù)收集

2.1 雨量站分布情況

本次阿克蘇河流域降水量分析選用的降水量資料是評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)及周邊國(guó)家水文、雨量站網(wǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。為了準(zhǔn)確地分析和評(píng)估一個(gè)地區(qū)的降水分布，有必要選擇一個(gè)分布適當(dāng)并能反映地形變化特征的降雨觀測(cè)站。本次選用阿克蘇河流域國(guó)家水文站及雨量站基本情況見(jiàn)表1[3]。

表1 阿克蘇河流域水文、雨量站一覽表

2.2 資料收集選用

本次阿克蘇河流域降水量年際變化分析是以1960年～2015年系列資料作為分析計(jì)算依據(jù)，共選用10處水文站、雨量站的降水量系列資料，其中水文站3處，雨量站7處。在對(duì)降水量進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)，由于各降水觀測(cè)站點(diǎn)的資料系列長(zhǎng)短不一致，起訖年限不一致，需要對(duì)各降水觀測(cè)站點(diǎn)缺測(cè)資料以及對(duì)于實(shí)測(cè)資料系列雖有30年或以上，但時(shí)序上不連續(xù)的站點(diǎn)的降水量資料進(jìn)行插補(bǔ)展延。

對(duì)表1中選取的站點(diǎn)缺測(cè)年份雨量資料采用相關(guān)系數(shù)法與臨近站點(diǎn)實(shí)測(cè)降雨量資料分析、比較，建立兩站年降水量相關(guān)關(guān)系曲線，其相關(guān)系數(shù)R在0.72～0.93之間，見(jiàn)圖1。采用相關(guān)系數(shù)較高的站點(diǎn)資料對(duì)缺測(cè)年份資料進(jìn)行插補(bǔ)延展[4]，經(jīng)分析其插補(bǔ)延展方法較為合理。

圖1 計(jì)算站點(diǎn)與參考站點(diǎn)年均降水量關(guān)系線圖

3 系列資料的三性分析

3.1 可靠性分析

本次降水量年際變化分析選用的降水觀測(cè)站點(diǎn)的降水量測(cè)驗(yàn)、數(shù)據(jù)整編、年鑒刊印都嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家行業(yè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。降水量資料經(jīng)過(guò)各級(jí)業(yè)務(wù)部門技術(shù)審查、整編，成果具有較高的精度及可靠性，可以滿足本次分析工作的需要。

3.2 一致性分析

采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行年降水量的分析計(jì)算時(shí)，一個(gè)重要的前提是年降水量系列應(yīng)具有一致性。就是說(shuō)組成該系列的降水量資料，它們都是在相同的氣候條件，相同的基礎(chǔ)表面條件和相同的測(cè)試地點(diǎn)獲得的。其中，氣候條件變化非常緩慢，通常無(wú)需作為必需項(xiàng)去考慮。

本次選取用于分析計(jì)算的各站在降水量觀測(cè)期間，氣象場(chǎng)沒(méi)有遷移，根據(jù)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行水文和降水測(cè)試以及數(shù)據(jù)編輯。所有結(jié)果都包含在國(guó)家二級(jí)水文和氣象數(shù)據(jù)庫(kù)中，并且數(shù)據(jù)系列是一致的。

3.3 代表性分析

年降水量系列的代表性是指樣本與總年降水量的接近程度。它們?cè)浇咏?，序列越具有代表性，頻率分析結(jié)果就越準(zhǔn)確?？梢酝ㄟ^(guò)比較兩個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)來(lái)確定樣本對(duì)總體的代表性。但是，總體分布是未知的，無(wú)法直接進(jìn)行比較。只有通過(guò)了解降水規(guī)律并將其與更長(zhǎng)的降水序列數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，才能去對(duì)其進(jìn)行一個(gè)合理的判斷與分析[4]。

(1)站點(diǎn)選擇

水文序列的代表性取決于它是否包括整個(gè)高、平、低水位循環(huán)，是否可以反映水循環(huán)可變性，高低水位交替以及特征值的客觀規(guī)律。在阿克蘇河流域，有10個(gè)觀測(cè)降水的水文和降雨觀測(cè)站。根據(jù)地理位置、數(shù)據(jù)系列的特征、氣候因素的相似性和一致性以及天文臺(tái)的均勻分布而定，本次降水量年際變化分析將阿克蘇河流域上的西大橋水文站、阿瓦提雨量站、阿克蘇雨量站和阿拉爾水文站4個(gè)資料系列較長(zhǎng)的站點(diǎn)作為區(qū)域代表站進(jìn)行分析。

(2)分析過(guò)程

降水規(guī)律的變化全面反映了氣候、自然地理和其他因素的影響。阿克蘇河流域位于天山南麓的中部和西部，以及塔里木盆地的西北端，由于西部環(huán)流的影響，每年的降水量變化都很大，有豐、枯水交替出現(xiàn)的規(guī)律模式。

根據(jù)樣本系列的長(zhǎng)度，對(duì)于西大橋、阿瓦提、阿拉爾和阿克蘇的年降水量系列資料，在1960年～2015年區(qū)間內(nèi)，以每10年為一個(gè)時(shí)段，2010年～2015年單獨(dú)為一個(gè)時(shí)段[5]，統(tǒng)計(jì)各時(shí)段年平均降水量與多年平均降水量的比值見(jiàn)表2和圖2。

圖2 阿克蘇河流域代表站各時(shí)段年降水量比較圖

表2 阿克蘇河流域代表站各時(shí)段年降水量比較表

4 分析結(jié)果

從表4中可以看出，阿克蘇河流域的降水量總體變化趨勢(shì)呈上升趨勢(shì)。從1960年代到1970年代，每個(gè)降水觀測(cè)臺(tái)的長(zhǎng)期降水變化相對(duì)較為緩慢，變化量從-8.2%～20.8%不等，屬于降水量較少的時(shí)期，其中阿克蘇站變化量最大，變化幅度為20.8%。20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)初，阿瓦提站時(shí)段平均降水量持續(xù)增加，該時(shí)段與多年平均值相比增加11.3%；西大橋站、阿拉爾站和阿克蘇站整體也呈持續(xù)增加趨勢(shì)，分別高于多年平均值5.8%、6.9%和7.1%。進(jìn)入21世紀(jì)后，各站大多處于降水豐水期，但是在21世紀(jì)前10年，西大橋站和阿拉爾站降水量較多年平均降水量減少10.1%和9.8%；2010年后降水量增加幅度較大，4個(gè)代表站在2010年～2015年降水量較多年平均降水量增加幅度在15.7%～31.8%之間。

圖2顯示了阿克蘇河流域代表站年降水量變化柱狀圖，從圖中可以看出，阿瓦提站降水量變化幅度要大于西大橋站，其中阿瓦提站、西大橋站年降水量變化幅度相比阿拉爾和阿克蘇來(lái)說(shuō)更明顯，而阿瓦提站年降水量大于西大橋站，遠(yuǎn)大于阿拉爾站和阿克蘇站，阿克蘇和阿拉爾站年降水量比較少，變化范圍也相對(duì)穩(wěn)定。從總體趨勢(shì)的角度來(lái)看，阿克蘇河流域的年降水量從1960年代到21世紀(jì)初有所不同，總體呈逐年增加的趨勢(shì)；20世紀(jì)90年代以后，阿克蘇河流域降水量增加比較明顯。降水增加的主要原因是，在最近幾十年中，由于全球溫度上升，氣候呈現(xiàn)變暖趨勢(shì)，水循環(huán)加快，并且由溫度上升引起的冰川融化和蒸發(fā)的增加導(dǎo)致降雨量增加。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)1960年～2015年阿克蘇河流域內(nèi)系列降雨資料分析論證得出，因近年全球氣候變暖，阿克蘇河流域內(nèi)降雨整體呈遞增趨勢(shì)，在山區(qū)增加趨勢(shì)更為顯著，而流域內(nèi)河道水量來(lái)源主要由冰山融水組成，對(duì)降雨量數(shù)據(jù)的收集分析，為山洪災(zāi)害預(yù)報(bào)、水資源開(kāi)發(fā)利用、水利工程建設(shè)及農(nóng)業(yè)灌溉提供參考依據(jù)。