摘 要:变化环境背景下,流域水资源系统的水文循环受到影响,流域天然水文情势及径流模式作出响应。研究变化背景下河川径流天然水文情势的变化特性具有重要的科学意义。选取乌伦古河二台水文站受气候变化和人类活动影响最为突出的1990~2013年24年实测径流资料,采用统计分析法、趋势分析法、小波方差分析法、Hurst 系数法和Mann-Kendall 非参数检验法等分析变化环境下乌伦古河天然径流的年内分布特征、年际变化趋势、突变特征、以及周期性规律等天然径流变化规律。结果表明:(1)乌伦古河径流序列多年平均径流量31.4 m3 / s,年内分布极不均匀,5-8月径流占全年70%以上,显示出春汛河流特征。其年际分布也表现出较大差异特性,年径流变差系数Cv和极值比K分别为0.48和5.54。(2)径流序列在1990-2013年间存在5个突交点,对应时间分别为2002年前后、2004年和2005年之间、2006年与2007年之间、2009年和2010年之间、以及2011年前后,表明乌伦古河年径流序列呈现出周期性变化趋势特征;(3)乌伦古河径流变化存在着多层次的时间尺度结构,径流演变的第一和第二主周期分别为6年和9年,控制了流域径流的演变过程。说明变化环境下气候变化和人类活动的扰动,对于乌伦古河天然径流具有一定的影响。
关键词:径流序列;趋势分析;周期变化;Mann-Kendall;Morlet小波分析
变化环境主要包括温度、降水等气候变化引起的水资源时空分布变异,水土保持、大面积人工灌溉、城市化等导致的流域下垫面改变,以及大规模水利工程开发利用增加的水资源蒸发和渗漏量。人类活动与气候变化同属变化环境范畴。IPCC明确提出全球气候变暖的事实,自1950 年以来,气候系统观测到的许多变化是过去几十年甚至近千年史无前例的[1-4]。有研究表明,在全球变化环境背景下,许多水资源系统的水文循环受到了重大的影响,并改变了流域的径流模式,中国干旱区的内陆河流几乎都在萎缩或断流[2]。研究变化环境下河川径流天然水文情势的演变特征和规律,不仅有助于了解流域水循环对气候变化和人类活动的响应,同时对于开展变化环境下的流域内水资源合理开发利用和适应性管理具有重要意义。基于此,本文采用乌伦古河二台水文站受气候变化和人类活动影响最为突出的1990-2013年24年实测月径流量资料,采用统计分析法、趋势分析法、小波方差分析法、Hurst 系数法和Mann-Kendall 非参数检验法等分析变化环境下乌伦古河天然径流的年内分布特征、年际变化趋势、突变特征、以及周期性规律等天然径流变化规律。
作者:蓝 利