影响艾比湖流域水文特征变化的因素分析论文
影响艾比湖流域水文特征变化的因素分析论文
引言
艾比湖流域位于新疆北疆，对于新疆而言是非常重要的经济资源和自然资源，对维持新疆生态环境起到了非常重要的作用[1].近几十年来中国年降雨量逐渐减少，但西北地区年降水量逐渐增加，导致局部水循环出现改变[2- 3],研究艾比湖流域水文特征变化对水资源的合理利用至关重要。本文主要分析艾比湖流域的水文特征变化规律。
1 研究区概况和数据来源
艾比湖流域位于古尔班通古特沙漠西南缘，流域内降水量稀少，光照充足，属于温带大陆性气候，为能更好地分析艾比湖流域水文特征变化，以天山北麓东西流向的河流博尔塔拉河和南北向的精河河流为例，整理数据。博尔塔拉河位于新疆西部，汇集各支流，最后流入艾比湖流域；精河位于天山北坡西段，出山后最终注入艾比湖流域。博尔塔拉河海拔逐渐由2 300 m下降到400 m~600 m,博尔塔拉河和精河三面环山，中部为平原，东部为盆地，均在准格尔地块最西缘，降水主要分布在高海拔山区，降水量整体分布呈现东少西多的态势，降水主要集中在春夏两季，地表径流量在23.31×108m3,降水量呈现明显周期性。水文特征数据选取遥感图像、基础地理数据、统计资源等的研究结果。
2 艾比湖流域水文特征变化规律
近年来中国年降雨量逐渐减少，但西北地区呈现向暖湿化发展的趋势，降水量有所增加，艾比湖流域年径流量呈现增加趋势，有必要研究艾比湖流域的水文特征变化，以合理利用水资源。
2.1 降水量变化
博尔塔拉河和精河流域近50 a来降水量呈现增多趋势，其中20世纪60年代和70年代降水量较少，从80年代以来降水量逐渐提高[4].每年夏季降水量呈现明显上升趋势，倾向率在10.728 mm/10 a,尤其是进入到20世纪90年代以后，这种上升趋势更加明显。
近几十年降水量变化可分为3个阶段：20世纪80年代以前、80年代-90年代、90年代以后。
a） 80年代以前，年降水量呈现持续下降趋势，属于少雨阶段，年平均降水量约在138 mm;20世纪80年代-90年代，降水量未出现大的变化；90年代以后，艾比湖流域开始进入多雨阶段，年降水量平均在190 mm;b） 20世纪80年代以前，夏半年降水量平均在86 mm;80年代-90年代，夏半年降水量平均在102 mm;90年代以后，夏半年降水量平均在131 mm,大幅度增加。近50 a的冬半年降水量也表现出增多的趋势，倾向率为2.38 mm/10 a,进入80年代中期以后，这种变化趋势更加明显；c） 博尔塔拉河和精河流域秋冬两季降水量在20世纪80年代最多，在60、70年代偏少，春季年降水量在80年代最多，夏季年降水量在90年代最多，春夏两季降水量在60年代-90年代都呈现了多-少-多的变化趋势。从降水量分配来看，夏季降水量最多，冬季降水量最少，夏季降水量变化趋势与年降水量变化趋势相一致。在全球气候变暖的情况下，降水量逐渐出现增多的趋势，尤其是进入90年代以后。
2.2 流域蒸发量变化
博尔塔拉河和精河流域在进入21世纪后平均蒸发量明显比20世纪多，其中20世纪70年代是平均蒸发量最小的年代，在20世纪80年代蒸发量最大[5].20世纪70年代-80年代，年平均蒸发量减少趋势比较明显，从20世纪90年代到21世纪，年蒸发量逐渐提高，年蒸发量经过了少- 多的变化过程。
计算博尔塔拉河和精河流域的蒸发量变化倾向率，四季蒸发量变化的气候倾向率均为正值，四季蒸发量变化突出，呈现增加趋势。一元线性拟合蒸发量和年度，发现20世纪70年代蒸发量最小，80年代蒸发量最大。在全球变暖趋势下，四季蒸发量有逐渐减少的趋势。
2.3 流域地表径流变化
以季节积雪融水为主的河流，河流流量会呈现出非常明显的季节性差异，博尔塔拉河和精河流域主要河流年径流变化不大，主要是因为地势较高，山区降水量较多，多年变化稳定，能调节径流量变化。
选取资料完整的博尔塔拉河，分析平均流量变化，发现下流流域变化比较频繁，在近50 a间出现了5次丰枯水循环，正常年份有37个，20世纪60年代是丰水年份，出现过1次枯水年份，年平均流量总体呈现出下降趋势，在60年代变化比较明显。近50 a径流量平均减小8.94%.精河流域的地表径流变化比较平稳，在近50 a中46 a都未出现明显变化，年平均流量差值曲线表明20世纪80年代以前径流量总体呈现上升趋势，在80年代以后开始出现逐渐减少的趋势。
博尔塔拉河下游5月份径流量处于最小值，在每年3月份达到最高，汛期时间主要发生在11月份-3月份，上游流量主要集中在5月份-9月份。精河径流量呈现峰型分布，流量在1月份呈现最低值，在7月份呈现最高值，到9月份流量开始逐渐减少。博尔塔拉河下游流量峰值呈现逐年下降趋势，年丰枯率减少，说明博尔塔拉河流域的"补给逐年减少。精河流域径流量峰值呈现上升趋势，年丰枯率同样上升，说明精河流域补给逐渐增加。
3 影响因素分析
自进入20世纪80年代以来，中国绝大多数得河流径流量呈现减少趋势，不仅影响水资源的开发利用，同时也会影响农业和经济的发展。分析影响艾比湖流域水文特征变化的各种因素，其可归纳为人类活动和自然因素。
a） 自然气候条件通过降水和温度影响艾比湖流域地表径流量。艾比湖流域河流整体地表径流量在20世纪50年代-80年代逐渐减少，与降水量变化保持一致。近50 a,艾比湖流域每年四季温度有逐渐上升的趋势，温度的升高导致冰川融水增加，进而增加了艾比湖流域整体径流量。艾比湖流域河流有部分河流年径流量没有出现大的变化，下游流量逐渐减少，而精河径流量则是增高，这种结果表明艾比湖流域雨水供给和积雪融水补给在逐渐减少，而精河流域则是相反，这两种补给都在增加，因此精河流域径流量呈现增加的趋势；b） 受气候干燥、人口增加等人文因素影响，水资源的利用矛盾更加突出，生态环境比较脆弱。人类因为水资源丰富而扩大耕地面积，不断扩大的农田及水库等增加蒸发量，导致空气湿度增加，绿洲效应更加明显。近几十年来艾比湖流域人口数量逐渐增加，播种面积也呈现逐渐增加趋势。人类活动对艾比湖流域水文特征变化的影响可分为直接和间接两部分：（a）直接影响。指人类活动改变水循环的要素，如兴建水库、作物灌溉等，均能导致水循环出现改变；（b）间接影响。指人类活动改变局地气候进而影响水循环，如发展农业、植树造林等。随着播种面积急剧增加，新建湖泊逐渐干缩，为开垦新的耕田，人们在中上游大量修渠引水，导致湖泊年降水量逐渐减少，湖泊面积减少，逐渐影响人类生存环境。
4 结语
主要分析艾比湖流域水文特征变化规律和影响因素。数据显示艾比湖流域年降水量呈现上升趋势，主要河流年径流量变化不大，四季蒸发量有逐渐减少的趋势，精河流域补给逐渐增加，流域水资源总量变化较大。人口增加会改变艾比湖流域的空间分布，影响湖泊面积，为保证该流域可持续发展，在利用艾比湖流域时需有目的地控制人为活动。
参考文献：
[1] 董 煜，海米提·依米提。艾比湖流域径流水文特征及其对降水变化响应---以博尔塔拉河为例[J].水土保持研究，2014（2）：94-99.
[2] 戴建民。气候变化对艾比湖流域水文特征变化的影响分析[J].黑龙江水利科技，2014（10）：18-19.
[3] 乔 木，周生斌，卢 磊。艾比湖流域年径流变化特征分析[J].水土保持学报，2010（6）：236-239.
[4] 张小龙。艾比湖流域气候变化及其径流响应[J].盐湖研究，2011（2）：11-15.
[5] 艾则买提·艾赛提。艾比湖流域水系及水文特征变化研究[D].乌鲁木齐：新疆大学，2013.