浅析伊犁河干流北山区径流量变化趋势

王宪宝　塔伊·阿不都卡德尔（.伊犁水文勘测局新疆伊宁835000；.新疆水文局新疆乌鲁木齐830000）

浅析伊犁河干流北山区径流量变化趋势

王宪宝1塔伊·阿不都卡德尔2
（1.伊犁水文勘测局新疆伊宁835000；2.新疆水文局新疆乌鲁木齐830000）

本文通过对伊犁河北山区国家基本水文站1960年～2010年的水文、气象资料运用M-K检验进行分析，得出该区域内水量的变化趋势，并提出相应的对策，以供参考使用。

伊犁河；北山区；径流量；M-K检验；趋势

1　引言

伊犁河干流北山区主要指喀什河与伊犁河汇合以后下游，直至中国与哈萨克斯坦国边界处干流段的北部，霍尔果斯河（界河）以东，别珍套山-科古琴山山脉南坡。河源高程在3500m～4300m之间，地势大体为北高南低、东高西低。行政区域为伊宁市、霍尔果斯市、霍城县、伊宁县等4个县市，属伊犁州重要的交通要道和经济发展重地，但区域内水资源量十分缺乏，可利用水资源量则更为匮乏。伊犁河干流北山区河流发育较好，较大的河流主要有切德克河、匹里青河、开根河、霍尔果斯河、大西沟、小西沟、果子沟、铁厂沟、吉尔格朗河等诸多河流，均为伊犁河的一级支流，其间还有较多的泉水发育，补给来源主要是融雪水、泉水和地下水补给，其河沟的流域呈狭长带状，西部部分河流有冰川分布，流域面积较小均在1500km2以下，河长不超过100km，在伊犁河干流北山区区域内，位于中东部建有国家基本水文站A水文站，中西部建有国家基本水文站B水文站。

2　径流资料和分析方法

2.1资料

伊犁河干流北山区选取国家基本水文站A水文站和B水文站的水文、气象资料进行分析。各项资料均按照部颁水文技术规范要求，经计算、整编、审查、复核、汇编等程序核定后，编入国家水文年鉴或国家二级节点水文数据库，其项目测验规范，整编方法合理，成果精度可靠。由于以上两处水文站建站时间不同，导致其水文、气象序列资料长短不一，且在建站初期存在部分年份资料缺测的情况，为使资料序列保持一致，选取观测资料齐全，序列相对较短的1960年～2010年（共51a）的短序列年径流量、降水和气温资料，对该区域内的径流量变化趋势进行统计分析。2.2方法

在时间序列趋势分析中，Mann-Kendall（简称M-K）检验是世界气象组织推荐并已被广泛使用的非参数检验方法，它不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，使用于水文、气象等非正态分布的数据。首先，选用A、B水文站观测的径流量资料采用M-K检验分别对区域代表站A水文站和B水文站径流资料进行趋势分析，得出径流量的现状和自身的变化趋势；其次，通过对伊犁河流域中小河流水文站多年的研究表明，在属干旱半干旱区的伊犁河流域，径流的形成主要是受气温和降水的影响较大，使用气温和降水资料是伊犁河流域中小河流径流量进行预测、预报常用的方法，所以同样采用M-K检验对该区域内径流量影响较大的气温和降水因子亦进行趋势检验，通过对降水和气温的趋势分析间接对径流量的变化趋势进行分析。

3　径流分析

3.1年径流量趋势分析

运用Mann-Kendall检验分别将A水文站和B水文站的1960年～2010年的年径流量时间序列进行趋势性分析，统计结果详见表1。

从表1中可以看出各代表站年径流量时间序列的│ZMK│均小于N0.05/2（0，1）=1.96，故不存在明显的上升或下降趋势，在1960年～2010年的年径流量的均值附近上下浮动，变化不大；对比图1（A）～（B），2个代表站的Mann-Kendall检验结果较为相似，年径流序列均包含上升和下降的过程，其资料的代表性较好。从A水文站的实测年径流量来看，1960年～1973年其UF值上下波动，变化趋势不明显，1973年以后至1986年UF值持续下降，有减少的趋势，直至1978年才被检测出有显著的下降趋势，随后UF值持续上升又有增加的趋势，但其UF值始终处于上下临界值之间，增加趋势不显著，总体来说A水文站年径流量的时间序列没有显著上升和下降的趋势。从B水文站测检测结果来看，其UF值先是保持下降趋势，到1963年（仅该年检测出有显著的增加趋势）后开始有上升趋势，在1984年～2003年期间开始有突变，处于上升趋势，但从整体上来看UF值始终均处于上下临界值之间，同样说明了B水文站年径流量的时间序列没有显著上升和下降的趋势。这就表明伊犁河干流北山区年径流量变化趋势不明显，处于一个相对稳定的值。

表1　伊犁河干流北山区代表站径流量变化趋势统计表

图1　伊犁河干流北山区代表站径流量时间序列Mann-Kendall检验结果图

3.2降水和气温方面趋势分析

从代表站的年径流资料来看，来水量主要集中在4月～8月，分别占到年径流量的65.8%（A站）、69.8%（B站），A站最大月来水量为7月，占年径流量的16.78%，B站最大月来水量为5月，占年径流量的22.4%。从最大来水量出现的月份和比列的差异来看，这主要是由于A站河源有冰川这一天然的水库所导致，全年来水量时间分布较为舒缓，变化较小；而B站无冰川补给，只有融雪水补给，导致其径流量年内分配不均，变化较大。各代表站的汛期（4月～9月）的年降水量与径流量一致性较好，在山区秋、冬季节降水主要形式是降雪，大多以积雪的形态储存在海拔较高的山区，其补给河道的水量很小，所以秋、冬季节降水对径流的形成影响较小，详见图2。

在春、夏季节积雪和冰川随着气温的不断升高，开始慢慢融化，逐渐汇入河槽，成为径流的主要补给来源，不难发现在有冰川补给的A河，在气温的影响下径流与气温拟合较好，而在没有冰川仅有积雪补给的B河，在气温逐渐上升时，其积雪开始融化，在5月份以后积雪量急速减少，融雪水有效补给河道的水量很小，对河槽径流量影响就小，气温与径流量拟合较差，详见图3。由以上我们可以确定降水、气温因子的变化对径流量的影响较大。

图2　伊犁河干流北山区代表站多年平均降水量与径流量对照图

图3　伊犁河干流北山区代表站多年平均气温与径流量对照图

图4　伊犁河干流北山区代表站多年平均降水量变化趋势检验

图5　伊犁河干流北山区代表站多年平均气温变化趋势检验

分析2个区域代表站51年的降水和气温资料，A站的降水线性斜率为0.0395，气温增长率为0.066℃/10a，均略有增长的趋势，但其增长率较小，对径流量的变化趋势影响较小；而B站降水线性斜率为-0.0321，有下降趋势，气温增长率为0.123℃/10a，气温有增长趋势，其减少/增长率较小，对径流量的变化趋势影响也较小，详见图4～图5。经过Mann-Kendall检验，这2个区域代表站的降水、气温时间序列的│ZMK│均小于N0.05/2（0，1）=1.96，故不存在明显的上升或下降趋势，趋势变化不显著，同样验证了降水和气温减少/增长率较小，变化趋势不明显，详见表2。总体上来说该区域内2个代表站的降水和气温变化趋势不显著，长期处于一个平稳的状态。所以伊犁河干流北山区年径流量也不会有较大的变化趋势。

表2　伊犁河干流北山区代表站降水、气温变化趋势统计表

4　结论和建议

通过以上的分析和对区域代表站1960年～2010年（共51a）径流量、降水、气温等观测资料，采用Mann-Kendall趋势检验方法分析了伊犁河干流北山区水量变化趋势。分析结果表明：

（1）伊犁河干流北山区径流量在51年的时序系列虽有上升或下降的趋势，但总在均值附近波动，变化趋势不明显，进一步可以说明伊犁河干流北山区的径流量是相对稳定的，可以认为伊犁河干流北山区地表水资源量是不变的。

（2）伊犁河干流北山区径流量趋势预报方法多采用降水和气温因子，由以上分析可知，降水和气温因子变化趋势不明显，变化量较小，只影响径流量的年内分配，对总的趋势变化影响较小，故径流量亦无增长或减少的趋势。

目前，随着西部援建工作的逐年推进，援建项目的不断建设实施，经济的不断发展、人口的不断增长，种植业和畜牧业的扩大发展，这就使得水资源的开发的利用问题日趋严峻，水资源势必成为今后该区域内发展的瓶颈。为能使水资源能可持续发展，适应当地经济增长的需要，很有必要加强水量统一调度、水土保持、水质检测、社会经济发展等方面的研究。陕西水利

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（责任编辑：李蕊）

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