發布時間：2019-12-26所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： [摘要]為了解艾比湖流域降水和徑流變化特征，以精河、博爾塔拉河為研究對象，對歷年降水和徑流量等進行統計，采用小波系數法等方法對統計結果進行分析。結果表明：55年來流域降水處于增加趨勢，長時間序列降雨具有多時間尺度和大變化特征;艾比湖流域平均溫度
[摘要]為了解艾比湖流域降水和徑流變化特征，以精河、博爾塔拉河為研究對象，對歷年降水和徑流量等進行統計，采用小波系數法等方法對統計結果進行分析。結果表明：55年來流域降水處于增加趨勢，長時間序列降雨具有多時間尺度和大變化特征;艾比湖流域平均溫度近50年呈現比較明顯的增長趨勢;溫泉站和博河站徑流沒有明顯的上升趨勢，而金河站也沒有明顯的下降趨勢。本研究有利于艾比湖流域水資源的合理利用，提高艾比湖流域的水資源利用率，解決該流域水資源短缺問題。
[關鍵詞]艾比湖;降水;徑流
徑流水資源作為重要的社會和經濟資源，是社會可持續發展的重要物質保證。處于全球環境變化反應敏感的生態脆弱地帶的艾比湖流域，是近年來中國環境演變研究的重點及熱點區域[1]。本文主要分析艾比湖流域的降水變化和徑流變化，研究水文循環的要素和特性，有利于合理利用艾比湖流域的水資源，提高艾比湖流域的水資源利用率，解決水資源短缺問題。
期刊推薦：《水土保持學報》(雙月刊)創刊于1987年，是由中國土壤學會;中國科學院水利部水土保持研究所主辦的刊物。本刊主要刊登有關水土保持、土壤侵蝕方面的基礎研究和應用研究--水土流失和荒漠化防治，土壤侵蝕(水蝕、風蝕等)過程及模型，水土流失預防監督與管理，流域植被修復與生態環境建設，區域水土保持與農業可持續發展。有投稿需求的作者，可以直接與期刊天空在線編輯聯系。
1研究區概況
研究區域東至艾比湖盆地，南北兩側則是山地，艾比湖的海拔是189m，是區域的最低點。山地單元主要包括北部的阿拉套山和瑪依拉山，兩山間夾著阿拉山口;南、西部為天山的復合式山脈，婆羅科努山和科古爾琴山的山脊及陰坡有終年積雪和冰川[2]。博爾塔拉河谷地海拔從2000多米過渡到400米，主要由山地、洪積地貌、沖積地貌構成，其中博爾塔拉河谷地的沖積扇緣區，土壤層較厚，地形平坦，適合作物生長，是博樂市、溫泉縣重要的農作物生產區[3]。艾比湖盆地是準噶爾盆地西南部的匯水區，盆地南北為向盆地中心傾斜的山前洪積沖積平原。
2艾比湖流域降水變化特征分析
2.1降水的年際變化多邊形分析
得出平均降水量，根據圖1表示的艾比湖流域1960年~2013年間的降水年際變化，可以看出該研究區為平均年降水量為164mm，最大降水量出現在2011年，降水量為261mm;最少降雨量為69mm，出現在1968年。以90年為界，之前降水量處于波動變化之中，沒有明顯趨勢變化，之后，降水量出現了增加，且增加比較顯著，特別是在本世紀之后，趨勢更加顯著。通過距平數據分析(圖2)，研究期內共有26年為負距平，約占研究期的47%，至90年代后正距平顯著增加。
區域的年降水量在各年代變化不同(表1),上世紀六十、七十、八九十年代以及截止2013年，經過統計降水量，分析結果顯示：分別與多年平均降水量相差-15.1mm、-21.7mm，6.7mm，6.7mm，19.1mm，這些誤差說明了八十年代之前的降水量比較低，從八十年代以后降水量增加。2000年后達到最大。春、冬兩季的降水距平與年降水距平變化趨勢相同，夏秋季的降水量自90年代開始增加，至2000年后達到最大，相對其他季節增加滯后。
2.2降水的年內分配特征
流域降水年內分配不均性大，降水在春夏兩季匯集。月降水最大的7月，平均月降水超過25mm,5月降水次之，降水達到24.9mm，分別占年降水的15.3%、15.1%。
2.3降水周期性研究
如圖3所示，通過對降水小波系數的實部等高線圖的分析，可以推出長時間序列的降雨具有多時間尺度的特征，且降水量變化很大。在宏觀尺度上，存在著21~25年降水周期，存在2個由少向多轉變的情況存在。從上世紀90年代到現在是降水增加的時期，類似于對年變化的分析。在中尺度下，降水周期相對來說比較明顯，一般為9到16年，一共經歷了5次變化和降水沖擊。分析微尺度下的降水周期，即2~8年，可以充分顯示出變化的頻繁程度和不顯著性。
3艾比湖流域徑流變化特征分析
3.1流域徑流變化趨勢分析
艾比湖流域博河水文站為溫泉水文站、博樂水文站、精河為精河水文站[5]。通過對1964年~2014年各個水文站的徑流量進行分析:精河年均徑流量為14.58m3/s，1988年徑流為6.01×108m3，是歷史最大量，2013年出現最小流值為3.4×108m3。溫泉站年均徑流量為9.96m3/s，1969年是歷史最大量，是4.59×l08m3。1975年的2.4×108m3為歷史上最小值。博河站年均徑流量為15.6m3/s，2002年出現最大流量，8.01×108m3。4.03×108m3為1976年出現的最小值。1964年至2014年間，三站呈波動變化趨勢，溫泉站及博河站總體上呈不明顯增加趨勢，年徑流增加率為0.474m3/(s*10a)和0.076m3/(s*10a)。精河站呈不明顯減少趨勢，年徑流減少率為0.0124m3/(s*10a)。通過圖4中的徑流量線性趨勢變化可以分析得到，從河流徑流量的變化角度分析，其趨勢十分相近。
由圖5可知，精河站及溫泉站的徑流主要集中在6月~8月，分別占全年62%,41%，相對月份的徑流變化差距不大，相對較為均勻。博河站與其他兩站的月變化差別很大，博河站的徑流在1至3月占全年徑流的33%，至5月降至最小，隨后開始緩慢增加至11月、12月，其中11月、12月兩個月徑流占全年的21%，月徑流波動相對比較均勻，在6至8月相對是全年徑流較少的月份，占全年徑流的18%，主要是由于博河站以上存在三個巨大的地下儲水層，對春夏季的水量儲存，影響了徑流。
3.2流域徑流周期變化分析
基于近51年三站的徑流量數據，研究三站的周期性變化。在圖3~26中，當小波系數大于零時，表明徑流量偏向于豐水期，為相對豐水期;小波系數小于零時偏向枯水期，而小波系數等于零代表著突變期。小波方差系數的波峰代表著徑流主周期的時間尺度。
在圖6中，由徑流量的小波方差圖可知，博爾塔拉河博河水文站的徑流量在年際變化以21年周期為主，同時，年際變化還存在著著14年、5年的主周期變化。針對21年的周期變化，徑流變化在1995年至2014年呈正位相，代表著相對豐水期，1995年之前為負位相，代表著相對枯水期。1995年的小波系數為0.04，意味著徑流小波系數由負轉正，代表著徑流突變，這與上節突變方法研究博河站的突變時間為1996年基本一致。11年主周期變化，徑流集中在1979年至1988，1999年至2008年呈正位相，意味著相對豐水期，其他時段為負位相，表明處于相對枯水期。5年主周期的徑流相呈正負周期性振蕩。
4結論
太陽輻射作為主要能量來源，影響著降水、蒸發平衡，對流域水量平衡過程起著重要作用。研究顯示得到以下結論：
(1)流域年太陽輻射呈現減少趨勢，遞減率為31.7MJ/m2，表現出“由明向暗”變化趨勢。55年來流域降水處于增加趨勢，但沒有發生顯著性增加趨勢變化，線性傾向率為7.95mm/l0a。長時間序列降雨具有多時間尺度和大變化特征。
(2)艾比湖流域平均溫度近50年呈現比較明顯的增長趨勢，線性變化率為0.248℃/10a，研究期間平均增溫約1.31℃。最高氣溫多年平均12.92℃，線性變化率為0.207℃/10a，過去53年最高氣溫增幅為1.097℃。最低氣溫平均值為0.93℃，最低氣溫的線性增幅趨勢為0.56℃/10a，研究期間增加約2.94℃。最高溫度、最低溫度、平均溫度突變時間分別在1995年、1989年、1996年。在突變時間后，最高溫度、最低溫度、平均溫度三者有顯著升溫。過去近54年間，平均氣溫在秋季及冬季升溫最為顯著，其次是夏季與春季。最高氣溫秋季及冬季升溫最為顯著，其次是春季。最低氣溫的四季升溫顯著。
(3)通過對三站多年徑流分析，從整體上看，溫泉站和博河站沒有明顯的上升趨勢，而金河站也沒有明顯的下降趨勢，沒有通過顯著性檢驗。精河站及溫泉站的徑流峰值主要集中在6月~8月，而博河站月徑流變化主要集中在冬季，變化較為平緩。
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