東北地區(qū)氣候變化對河流徑流量的影響

杜金玲

（呼倫貝爾市氣象局，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008）

近幾十年全球變暖，氣候的變化對自然生態(tài)系統(tǒng)、水循環(huán)、水資源管理利用等自然環(huán)境和人類社會產(chǎn)生眾多的影響，尤其是對河流徑流量產(chǎn)生影響。定量分析評價氣候變化對河流流量、水文特征變化的影響是對未來該地區(qū)水資源可持續(xù)開發(fā)、利用的基礎(chǔ)工作，徑流量的變化趨勢及演變規(guī)律的研究對之后該地區(qū)的合理開發(fā)和利用方向等方面都有重要的研究意義。本研究主要從低緯度到高緯度在我國東北地區(qū)依次選取了紅花爾基站、烏爾其汗站、牛耳河站和塔河站4個水文站，通過對其流域內(nèi)河流徑流變化特征、變化規(guī)律的分析，研究其影響因素。

1 流域概況、資料和方法

1.1 東北自然概況

我國東北地區(qū)主要是地理方位上描述的中國的東北部，主要經(jīng)緯位置為東經(jīng)120～130°，北緯40～53°之間區(qū)域，地形以平原山地為主，年平均氣溫由3～4 ℃遞降到-5.0 ℃；年降水量由500～600 mm減少到200 mm以下，自東南向西北劃出濕潤地區(qū)、半濕潤地區(qū)、半干旱地區(qū)。因緯度原因和海陸原因，東北地區(qū)為溫帶季風性氣候，夏季溫和多雨但時間較短，冬季寒冷干燥時間漫長，雨熱同期但熱量不足。

1.2 流域概況

本文選擇了4條具有代表性的河流流域，塔河、牛耳河、庫都爾河和伊敏河。塔河河長187 km、流域面積6 581 km2，根據(jù)塔河水文站氣象站1960～2012年的氣象水文資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為-2.5 ℃，多年平均降水量為400.1 mm；牛耳河流域面積為2 992 km2，多年平均氣溫-4.4 ℃，多年平均降水量443.6 mm；庫都爾河發(fā)源于育林林場北部，全長約80 km，流域面積為3 394 km2，海拔在705～714 m，多年平均氣溫為2.6 ℃，多年平均降水量457.7 mm；伊敏河河長390 km，流域面積5 390 km2，多年平均氣溫-1.3 ℃，多年平均降水量為417.4 mm。該區(qū)域降水量主要集中在夏季，年際變化大。

1.3 資料和方法

在所研究流域選取4個水文站，塔河站（塔河）、牛耳河站（牛耳河）、烏爾其汗站（庫都爾河）和紅花爾基站（伊敏河），流域?qū)崪y徑流資料為1960～2012年，其中，1981～2006年由于數(shù)據(jù)缺失沒有進行研究分析。本文主要研究了該區(qū)4條河流域的徑流總量、徑流量及豐枯水季節(jié)變化三個方面的特征，并與該地區(qū)氣象站的氣溫降水資料對比，找出徑流變化的時間點，分析其變化原因。

2 流域徑流特征

2.1 徑流年際變化特征

經(jīng)研究，4個水文站年平均徑流量的大小對比為塔河站＞牛耳河站＞烏爾其汗站＞紅花爾基站，4個流域年平均徑流量整體呈微弱下降趨勢（見圖1），其中，塔河和牛耳河的徑流量較接近，而烏爾其汗和紅花爾基的徑流量接近，塔河和牛耳河的整體徑流總量相對的要大于烏爾其汗和紅花爾基。由圖可以看出，4個水文站的徑流量都有明顯遞減的趨勢，其中，塔河和牛耳河的減少幅度更大一些，烏爾其汗和紅花爾基徑流量的減少程度相對小一些。

圖1 年平均徑流量變化圖

2.2 季節(jié)變化趨勢

春季各水文站徑流量變化趨勢一致，自1960年以來都呈下降趨勢且差距不大，而且四個水文站的春季徑流量也相差不大。

夏季紅花爾基徑流量變化趨勢與其他三個水文站不一致，塔河、牛耳河和烏爾其汗的夏季徑流量統(tǒng)一為上升趨勢，只有紅花爾基為下降趨勢，但變化幅度都比較小。其中塔河和牛耳河的夏季徑流量要明顯大于烏爾其汗和紅花爾基。

秋季各水文站的徑流量變化趨勢一致，都呈遞減，但塔河的徑流量變化程度要明顯大于其他水文站，塔河和牛耳河秋季徑流量要大于烏爾其汗和紅花爾基。

冬季牛耳河徑流量呈下降趨勢，但是變化幅度不大，其余三個水文站徑流量都呈上升趨勢，且變化幅度都較大。其中塔河的冬季徑流量要明顯大于其他水文站，但是紅花爾基2011～2012年的徑流量高于正常平均水平。

夏季徑流在波動中總體趨勢保持穩(wěn)定，春秋兩季徑流呈減少趨勢，冬季徑流與年總徑流變化趨勢相反，呈增加趨勢。所研究流域各季節(jié)徑流變化趨勢的不同，特別是冬季徑流變化趨勢與年總徑流變化趨勢相反，說明了流域徑流年內(nèi)分配特征發(fā)生了變化。

3 氣溫與降水變化特征

3.1 氣溫變化特征

氣溫升高導致的凍土退化是影響徑流年內(nèi)分配變化的重要因素之一。自1960年以來塔河、牛耳河、烏爾其汗和紅花爾基四個水文站所代表的流域氣溫都呈上升趨勢，與我國其他地區(qū)冬季均溫上升速度普遍高于年均氣溫不同，東北地區(qū)冬季均溫上升趨勢并不顯著，冬季均溫上升速率慢于年均氣溫和夏季均溫。東北凍土區(qū)土壤含水量大，冬季多年凍土冷儲構(gòu)成冷控系統(tǒng)，對于冬季氣溫上升具有抑制作用。

3.2 降水變化特征

降水是塔河、牛耳河、庫都爾河和伊敏河徑流的主要補給來源，主導著這幾條河流夏秋季徑流。降水量的強度及時空分布對河流徑流具有直接影響，自1960年代以來，所研究區(qū)域氣象站降水總體變化趨勢不顯著，其中塔河和牛耳河總體呈上升趨勢，而烏爾其汗和紅花爾基則呈下降趨勢。在1980～1990年間4個水文站有一個整體的降水量下降幅度加大的時間段，在1980～2000年間雖然降水量波動較劇烈，但總體還是有小部分提高的。

自1960年以來塔河和牛耳河的年平均降水量呈上升趨勢，而另兩個緯度較低的水文站年平均降水量呈下降趨勢。四季降水量中塔河站的夏季降水量是下降的，而其余三季是上升的；牛耳河站則是四季都是上升的；烏爾其汗站的降水量除了冬季是上升的，其余都是下降的；紅花爾基站則是秋冬是上升的，春夏是下降的。降水量季節(jié)變化趨勢表如表1所示。

表1 降水量季節(jié)變化趨勢表

4 結(jié)語

自1960年以來該地區(qū)所研究流域河流徑流量在氣候變化和人類活動下的影響下都發(fā)生了較大的變化，整體上都是減少的，由于全球變暖，氣溫升高，蒸散發(fā)增加，徑流量降低；春秋季節(jié)徑流量是減少的，但夏冬季節(jié)徑流量卻是增加的，氣候變化主要作用的氣象因素是氣溫和降水，氣溫的升高導致地溫升高，使得凍土活動層厚度增加，季節(jié)性凍結(jié)減少。土壤凍融的變化加強了水分向地下的遷移，河流水文對氣候變暖的響應(yīng)，在水文過程上得到了反映。