四平市气候变化对东辽河径流量的影响分析

赵伟国，徐 凯

(1.吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000； 2.吉林省墒情监测中心，长春 130033)



四平市气候变化对东辽河径流量的影响分析

赵伟国1，徐 凯2

(1.吉林省水文水资源局四平分局，吉林 四平 136000； 2.吉林省墒情监测中心，长春 130033)

利用四平市1961—2010年气温、降水、径流量等观测资料，运用线性倾向估计、M-K突变检验等方法对四平市近50年来的气候及径流量的变化特点进行了分析。研究了气候变化对径流量的影响，结果表明：第一，四平市年平均气温正以0.38℃/10a的速度增加，且以冬季增暖最为明显。第二，四平市年降水量呈稍有减少的趋势，秋季降水的减少比较显著。第三，王奔站实测年径流量均呈减少的趋势，与降水的变化趋势一致。第四，影响年径流量变化的主要因子是年降水量。

气候变化；气候突变；标准化；径流量

辽河流域和松花江流域是四平市两大主要流域，其中辽河流域在四平地区所占比重较大，对四平地区的发展起着至关重要的作用，东辽河是该流域的主要河流。笔者通过统计学方法，利用近50年的水文气象资料，对四平市气候及径流量的变化规律进行了研究，分析了气候的改变对径流量的作用程度，得出了对四平地区水资源演变规律具有一定价值的分析结果。

1 研究资料的来源

在研究过程中，采用了来自四平、梨树、公主岭、伊通、双辽的五个地面气象站的观测数据，数据年限为1961—2010年，降水量和气温的月年平均值。文章所应用的水文资料，来源于吉林省水文水资源局四平分局王奔水文站，序列长度为1961—2010年。

2 四平市近50年气候改变特点

2.1 四平市气温变化的基本特征

自研究初期以来，四平市气温年均值的总体趋势呈波动提升。1961—1970年的气温年平均值为5.4℃，而2001—2010年的气温年平均值为6.9℃。

2.2 四平市降水量变化的基本特征

2.2.1 降水量年及年际变化特征

根据对各站的降水量数据进行标准化分析后，求得不同时间段降水量数据标准化序列。由于降水量减少的情况并不显著，所以在做显著性检验时，没有通过。

2.2.2 降水量的季节变化特征

四平市降水主要集中在夏季，平均降水量所占比重最大，平均值为378.8mm，所占比重为67%。春季的平均降水量仅次于夏季，比重为15%。秋季的平均降水量较春季又有所减少，比重为13%。冬季年平均降水量是一年中最少的季节，仅站年均值的4%。

根据分析数值得出，四季中只有秋季的气候趋势系数通过了显著性检验，气候变化倾向率为-0.202/10a，降水量减少的趋势比较显著的，其他三季均未通过检验。

2.3 气温和降水的突变分析

在一段较短的时间，气候由原本较稳定的一种状态进入到了另外的状态，这时，表现气候突变。对温度和降水的突变检验利用Mann-Kendall方法分析[1]。当UF与UB相交在区间-1.96～+1.96(α=0.05)，且UF逐渐突破-1.96或+1.96时，则序列出现了突变[2]，如图1、2。

图1 四平市年平均气温距平序列MK检验Fig.1 Annual temperature departure sequence MK test in Siping

图2 四平市平均年降水量标准化序列MK检验图Fig.2 Annual mean precipitation standardization sequence MK test in Siping

利用MK对四平市年平均气温距平分析检验，发现在1987年时，出现了突变的情况，并在1989年时年平均气温开始上升明显。通过检验，在2000年时，年平均降水量开始减少，发生了突变，但是程度并不明显。

3 径流量变化特征分析

3.1 径流量的年及年际变化特征

经过分析，1961—2010年，降水年平均值表现为减少的趋势，与此同时，王奔水文站的年径流量实测值也是出现了同一趋势(详见图3)。可见，气候变化对流域水循环变化起着至关重要的作用，是其变化的一个重要驱动因子。

王奔站1961—2010年年径流量的平均值为5.14亿m3，最大值出现在1964年14.31亿m3，最小值出现在2002年，0.242亿m3。20世纪60年代平均年径流量为6.70亿m3，20世纪70年代平均为4.49亿m3，20世纪80年代平均为6.26亿m3，20世纪90年代平均为5.39亿m3，2001-2010年平均为2.86亿m3。

图3 王奔站1961-2010年年径流量变化序列图Fig.3 Annual runoff change sequence chart of Wang Ben station from 1961-2010

图4 王奔站年径流量模比系数差积曲线Fig.4 Modulus coefficient difference curve of annual runoff

3.2 年径流量的丰、枯变化

由图4可看出，东辽河的年径流量由以下几个阶段组成：1961—1967年为丰水段，1968—1977年为平水段，1978—1984年为枯水段，1985—1997年为丰水段，1998—2009年为枯水段，2010年径流量显著增加。

4 气候变化对径流量的影响分析

天然径流量的计算公式。利用前期1961—2010年气象资料与水文年径流量资料，应用SPSS软件，采用逐步回归的方法，建立计算天然年径流量的多元回归方程。

东辽河(王奔站)：W=-8.522+0.024P，P为年降水量，W为天然年径流量。

可见影响年径流量变化的主要因子是年降水量，因温度对径流量影响很微弱，因此，在逐步回归法分析过程中被忽略掉，在已建立的多元回归方程中无此项因子。年径流量与年降水量的相关系数为0.611，为检验回归方程的显著性，经计算F=28.620大于α=0.05时F的临界值4.04。表明此回归方程是显著的。

对回归系数的检验采用t检验。经计算，常数项t=-3.298，当α=0.05时，t(48)=2.000,

t>tα，降水 t=5.350；当α=0.05时，t(48)=2.000，t>tα。

所以此方程的回归系数也是显著的，分析计算的结果是可靠的。

表1 王奔站气候变化对河流径流量影响的计算分析Tab.1 Computational analysis on the impact of climatechange on runoff of Wang Ben station

从上表1可以看出，降水量的增减对径流量值影响较大，当四平市年降水量偏多或偏少10%时，影响径流量增加或减少27%，当年降水量偏多或偏少20%时，影响径流量增加或减少54%。

5 结论

综上分析，四平市的气温年均值是在上下浮动中逐渐增加的，而在1987年时，出现了突变的情况，受其影响，年降水量出现了有些减少的情况。一年四季中，春、秋两季降水量略有增加，夏、秋两季则与其相反，出现了减少的趋势，而秋季降水的减少比较显著。受降水总的趋势减少的影响，王奔水文站的实测年径流量也出现了减少的趋势，由此看出，年降水量的多少对径流量变化起着至关重要的作用，它们的相关系数为0.611。当四平市年降水量偏多或偏少10%时，径流量将偏多或偏少27%，当年降水量偏多或偏少20%时，径流量将偏多或偏少54%。

[1] 魏婷婷，岳春光，刘晓东. 四平地区近50年气候变化特征分析[J].吉林气象，2013，(04)：65-66.

[2] 张国庆，李鹏飞，黄立，等. 全球未来50年平均气温的时间序列分析与预测[J].甘肃科技，2008，(17)：129-130.

[3] 蒋艳，周成虎，程维明. 新疆阿克苏河流域年径流时序特征分析[J].地理科学进展，2005，(01)：92-93.

[4] 古丽吉米丽·艾尼. 近50年博尔塔拉河流域气候变化对径流量的影响研究[D]. 乌鲁木齐：新疆师范大学，2012.

Analysis on the impact of climatic change on runoff of Dongliao river in Siping

ZHAO Wei-guo1, XU Kai2

(1.Siping Branch of Jilin Province Hydrology and Water Resources Bureau, Siping 136000, China;2. Jilin Province Soil Moisture Monitoring Center, Changchun 130033, China)

Based on the observation data of temperature, precipitation and runoff in Siping from 1961 to 2010, the variation characteristics of climate and runoff in Siping in recent 50 years were analyzed by using linear tendency estimation and M-K mutation test. The results show that the annual average temperature of Siping has been increasing at the rate of 0.38 ℃/10a, and the warming is the most obvious in winter. Second, the annual precipitation in Siping showed a slight decrease trend, and the precipitation in autumn decreased more significantly. Thirdly, the annual runoff of Wang Ben station is decreasing, which is consistent with the trend of precipitation. Fourthly, the main factor influencing annual runoff change is annual precipitation.

Climate change; Abrupt change of climate; Standardization; Runoff

2016-09-23

赵伟国(1982-)，男，工程师，学士。

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