黄河上游可利用降水量及其变化特点

黄河上游可利用降水量及其变化特点

张亚霞魏巧莲

张亚霞魏巧莲

黄委上游水文水资源局甘肃兰州730030

摘要：气候变化和人类活动共同影响下，黄河流域水资源状况日趋恶化，下游频繁发生断流，流域生态环境安全和社会经济可持续发展受到很大威胁。降水是黄河流域水资源主要来源，其时空分布与变化直接关系到水资源合理开发与利用，也是进一步研究水循环基础。本文首先分析黄河上游降水、气温变化，然后详细分析可利用降水量变化特点。

关键词：黄河上游；可利用降水量；变化特点；

一、黄河上游降水与气温变化

采用黄河上游兰州以上的玛多、达日、久治、玛沁、若尔盖、红原、玛曲、泽库、临洮、岷县、临夏、西宁、兰州等22个均匀分布代表站。选取各站1951～2007年逐年1～12月降水量和平均气温为基本资料。对其中部分缺测或者无观测数据序列，据周边测站资料，采用比值法插补降水量，利用差值法插补平均气温，获得插补延长数据序列。

近60年降水量变化呈现出总体上呈减少趋势，大体分3个阶段，即1951～1967年偏多、1968～1985年正常和1986年以来偏少。近60年气温变化特点是除1951～1953年较常年均值偏高外，其余时段总体上呈现出逐步升高趋势。特别是1987年以来的21年，时段平均值高达3.1℃(较多年均值偏高0.5℃)，较前期(平均2.3℃)平均升高0.8℃。在这21年里，除1992年偏低和1989、1993、1995、1996、1997年正常外，其余年份都较多年均值偏高。尤其是2006年和2007年，年平均气温高达4.1℃和3.9℃，创历史最高记录，分别较常年均值偏高1.5℃和1.3℃。综上可见近60年黄河上游气候，总体上呈现出降水渐趋减少，气温明显升高趋势。

二、可利用降水量变化特点

（一）空间分布

图1显示是黄河流域30年平均年降水量空间分布。可看出黄河流域降水总体呈现西北低、东南高态势，界限很明显。内蒙古河套地区到宁夏银川一线西北部分降水不足200mm，属干旱地区。呼和浩特—兰州一线以北大部分地区降水200mm~400mm，但宁夏北部地区较复杂，部分地区降水400~600mm，这些地区属半干旱气候区。此线以南降水600mm~800mm，属于半湿润地区。西安以南、属黄河流域部分秦岭地区降水超800mm，面积小，也是黄河流域惟一达到湿润水平地区。

图（1）30年平均年降水量空间分布

（二）不同时段降水量变化

不同时段降水量变化表4列出各区近期全年、汛期降水量及其距平和较前期变化率。可看出:①流域平均年降水量比常年偏少5.4%，较前期减少7.1%，其中以上、下区减少最甚，尤其上区近期年降水量不足425mm，较前期减少了11.7%，成近50年降水量最少时段;而湟水不仅比前期有所增多，且较常年均值偏多，与其趋势相反。②汛期降水量变化趋势与年降水量基本一致，但其变化幅度明显大于年降水量，即流域平均比常年偏少6.6%，而较前期减少8.7%;特别是上区，其距平和变化率分别达-9.6%和-11.7%，说明汛期降水强度明显减弱。

表1-90年代以来降水量及其变化特征值统计

（三）降水量年内分配及月降水量变化

表2列出近期各月降水量及其占全年百分率和较前期变化率。结合资料分析，对近期月降水量及其变化特点，分述如下:

1、1～3月，尽管降水量不大，但其距平或较前期变化率都呈现出正值，说明隆冬和后冬的雨、雪较前期有较大幅度增加。如这3个月总降水量历史最大值(1993年33.8mm)和次大值(1996年和1997年的28.3mm)均出现在近期。

2、4～6月，其中4月与1～3月呈相反趋势，说明降水有一定程度减少；而汛前期5、6月降水基本正常。

3、7～10月，正处于汛期降水集中时段，其中7～9月本是全年降水最多月份，但近期降水量异常偏少，较前期减少10%～20%，9月最甚。据资料反映，近13年里9月降水属正常或略偏多仅3个，其余都明显减少，其中减少20%以上有7年，特别是1991、1997和1998年减少40%～50%。因此主汛期降水明显减少，且基本无秋雨是近期降水显著特点。

4、11～12月，降水量仅为全年2%，但近期仍明显减少。

表2降水年内分配及月降水量变化统计

三、降水变化对径流影响计算分析

（一）天然径流量计算公式

为分析降水变化对径流影响，首先应建立天然径流量计算公式。于是考虑到刘家峡水库于1968年投入运行，同时为便于分析70年代以来降水变化影响，因此本文在分析1953～1969年兰州天然径流量与各站降水相关关系基础上，取与其相关显著19个代表站，计算其面平均降水量，通过对多个计算公式计算值与实际值拟合效果比选，最终得到天然径流量计算公式为：

式中:W为兰州站天然年径流量;x1为同期年降水量;x2为上一年9～12月降水量。上式的复相关系数为0.928，计算值与实测值的平均相对误差为8.75%，其中误差小于15%的年数占82.4%，可见天然径流量计算值与实际值的拟合效果不错。

（二）降水变化影响量计算分析

将1970年以来降水量代入上式，即可计算出兰州站各年天然径流量，并统计出70年代以来各年代平均值，将其与前期径流量相减，便可得到降水变化对径流影响量，见表3。由表3可见上游降水变化对径流影响不及黄河流域其他地区。实际上70、80年代影响不太明显，而90年代以来影响显著，其影响幅度超过15%，即降水减少导致兰州站天然径流量较前期减少10%～20%。

结论

1、流域内年总降水量在27-年中稍有下降，但趋势不很明显。变化趋势分成南北两半，北面有增加趋势，南面大部分呈现减少趋势，但都达不到显著水平。

2、各月间差异较大，基本上春夏季节有增加趋势，秋冬季节有减少趋势。从9月到1月秋冬季节，降水有明显下降趋势。达到显著水平地区也较多。各月空间趋势分布也不相同，9月降水趋势分成东西两部分，东部变化为增加区，但都达不到显著水平；西部为降水减少区，达到显著减少地区分布也不规律，以毛乌素沙地周围最明显。11月显著减少区主要集中在兰州、西倾山及其周围地区。12月、1月显著减少地区集中在中部，12月以宁夏中南部、甘肃中部、陕西北部及山西西部最明显，1月集中在包头—银川一线西北地区。

参考文献

[1]陈朋成，周孝德，靳春燕，冯民权.黄河上游河道生态需水量研究[J].人民黄河.2008(02)