塔里木河流域氣候及徑流變化特征研究

木沙·如孜，白云崗，雷曉云，肖 軍

（1.新疆農業大學 水利與土木工程學院，烏魯木齊830052；2.新疆水利水電科學研究院，烏魯木齊830049）

近年來，由于CO2等溫室氣體的大量排放和人類活動的影響［1］，全球氣候變暖問題已成為國際社會所關注的重大問題［2－3］。2007年2月初，聯合國政府氣候變化專門委員會（IPCC）在巴黎發布全球氣候變化報告表示：地球氣候的溫度在過去100a中變暖了0.74℃，主要的變暖階段是最近50a［4］。氣候變化對水文水資源的影響逐漸成為全球變化研究的重要組成部分［5－6］，我國西北地區自20世紀80年代中后期由暖干向暖濕轉型以來，有關新疆諸多河流的氣候，水文變化得到越來越多的學者關注［7－8］，并對徑流形成規律及氣候變化的影響研究起到了推動作用［9］。塔里木河流域水資源緊缺，生態環境十分脆弱，研究這一區域的氣候變化特征及其對徑流變化的影響規律，對合理開發利用水資源、進行塔里木河流域綜合治理及洪旱災害防治具有重要的參考價值［10－15］。

1 研究區域與方法

1.1 區域概況

塔里木河流域位于我國新疆維吾爾自治區南部的塔里木盆地內，處于東經73°10′—94°05′，北緯34°55′—43°08′，流域面積為102.04萬km2，是我國第一大內陸河流域，是環塔里木盆地的阿克蘇河、喀什噶爾河、葉爾羌河、和田河、開都河—孔雀河、迪那河、渭干河與庫車河、克里雅河和車爾臣河等九大水系144條河流的總稱。由于遠離海洋和高山環列，降水稀少，氣候干燥，多年平均年降水量為116.8mm，而多年平均蒸發量高達1 800～2 900mm。

1.2 研究方法

以塔里木河流域的26個氣象站和8個水文站1961—2005年的觀測資料為基礎，通過文獻查閱、部門收集等手段，建立塔河流域的歷史水文及氣象資料數據庫，應用圖表分析、數理統計等方法，分析流域氣候及徑流特征。

2 結果與分析

2.1 氣溫變化特征

以流域內26個氣象站的氣溫資料進行年代間的分析，塔里木河流域的年平均氣溫1961—2005年呈逐年代遞增趨勢（表1、圖1），其中2000年以后較45a平均氣溫增加了0.75℃，增幅7.69%，較1960s增加了1.27℃度，增幅13.75%。將平原區22個氣象站和山區阿合奇，塔什庫爾干，巴音布魯克，吐爾尕特等4個氣象站氣溫進行平均，分析山區和平原區氣候變化特征，由表1和圖1可見氣溫逐年增加，2000年以后較45a平均，平原區增加了0.74℃，增幅達6.69%；山區增加了0.56℃，增幅達17.83%；較1960s，平原區增加了1.20℃，增幅達11.32%；山區增加了1.10℃，增幅達42.31%，平原區增幅大于山區。

將整個流域按照空間分為塔北、塔南、塔西三個區域進行氣溫變化特征分析（表1、圖1），塔里木河流域的年平均氣溫呈逐年代遞增趨勢，其中，塔河流域北部增長最為明顯，其次為南部、西部的增加幅度相對較小。1960s溫度最低，2000年后溫度最高。2000年以后較45a平均，流域北部增加了1.22℃，增幅達13.15%；南部增加了1.00℃，增幅達10.53%；西部增加了0.8℃，增幅達6.67℃。較1960s，流域北部增加了1.8℃，增幅達20.60%；南部增加了1.7℃，增幅達19.32%；西部增加了1.3℃，增幅達11.33℃。塔北區域增幅大于塔南和塔西區域。

表1 1961－2005年塔里木河流域各區氣溫年代變化

2.2 降水變化特征

由表2和圖2可知，塔里木河流域各區的年平均降水量，1961—2005年整體上呈逐年代遞增趨勢，其中2000年以后較45a平均，各年代平均降水量增加16.65mm，各年代平均增幅17.89%，較1960s增加了29.68mm，增幅達37.08%，1960s偏枯，1990s和2000年后偏豐。將平原區22個氣象站和山區4個氣象站降水量進行平均，分析山區和平原區降水變化特征（表2、圖2）可知，降水逐年增加，2000年以后較45 a平均，平原區增加了16.34mm，增幅達23.06%；山區增加了31.04mm，增幅達15.32%；較1960s，平原區增加了30.70mm，增幅達51.34%；山區增加了41.90mm，增幅達21.85%，山區增幅大于平原區。

塔里木河流域的年平均降水量逐年代遞增趨勢，其中，塔河流域北部增長最為明顯，其次為南部，西部的增加幅度相對比較小。2000年以后較45a平均，流域北部增加了16.64mm，增幅達16.18%；南部增加了28.94mm，增幅達26.91%；西部增加了9.02 mm，增幅達24.79%。較1960s，流域北部增加了35.10mm，增幅達41.59%；南部增加了37.90mm，增幅達38.44%；西部增加了14.40mm，增幅達46.45%。塔北地區增幅最大，其次為塔南和塔西地區。

圖1 塔里木河流域各區氣溫年代變化

表2 1961－2005年塔里木河流域各區降水量年代變化

2.3 徑流變化特征

根據1961—2008年塔里木河阿拉爾干流區水文站和黃水溝、塔什店、大山口、卡群、玉孜門勒克、通古孜洛克和烏魯瓦提1個干流區水文站，7個源流區水文站的資料統計（表3）可知，塔里木河流域干流徑流量逐年減少，各源流的產流區均在山區，出山口徑流量3個河流均增加，增加幅度不大，2000年以后徑流量與1960s相比：和田河同古孜洛克站徑流量增加了1.43億m3，增幅達6.29%；烏魯瓦提站增加了2.03億m3，增幅達9.48%；干流阿拉爾站年經流量減少了6.93 m3，減幅達13.70%；葉爾羌河卡群站增加了8.57億m3，增幅為13.65%；玉孜門勒克站增加了2.73億m3，增幅為34.42% ；開孔河黃水溝站增加了0.92億m3，增幅達34.95%。2000年后平均徑流量與多年平均相比：干流阿拉爾站減少了1.35億m3，減幅為3.00%；葉爾羌河玉孜門勒克站增加了1.91億m3，增幅為21.80%；和田河同古孜洛克站徑流量增加了1.76億m3，增幅達7.88%；烏魯瓦提站增加了1.75億m3，增幅達8.06%；開孔河黃水溝站增加了0.58億m3，增幅達19.48%；大山口站增加了5.43億 m3，增幅達14.33%。

2.4 氣候變化對塔里木河徑流量的影響

用塔里木河流域巴音布魯克（開孔河）和塔什庫爾干（葉爾羌河）源流區1961—2005年出山口徑流量和氣溫、降水資料進行相關分析，圖3和圖4為塔河流域巴音布魯克地區，圖5和圖6為塔什庫爾干源流地區近45a（1961—2005）來氣溫、降水和徑流變化趨勢。巴音布魯克（圖3）和塔什庫爾干（圖5）各年平均徑流量與相應各年的平均氣溫作對比，圖中1960s—1980s和1980s—2000s（2001—2005）趨勢線為年平均徑流與年平均氣溫的線性回歸，其傾向率都為正，巴音布魯克1980s以前與1980s以后傾向率分別為0.183 4和0.347 8億 m3／℃，塔什庫爾干分別為2.510 3和6.017 5億m3／℃，說明塔河流域氣候變化下溫度升高對徑流增加有較大貢獻，而對形成于昆侖山水系的河流與天山水系的河流相比較，對前者的影響要遠大于后者。各年平均徑流量與相應各年的平均降水量作對比（圖4和圖6），由圖4可知，巴音布魯克1980s前與1980s后傾向率都為正，分別為0.000 6和0.001 7億m3／mm；塔什庫爾干分別為－0.017 9和－0.005 4億m3／mm，說明塔河流域氣候變化下降水增加對年徑流的影響較小，尤其對于形成于昆侖山水系的河流。

圖2 塔里木河流域各區降水量年代變化

表3 1961－2005年塔里木河流域各站不同年代徑流量變化 億m3

圖3 巴音布魯克年平均徑流量與年平均氣溫的關系

圖4 巴音布魯克年平均徑流量與年平均降水量的關系

圖5 塔什庫爾干年平均徑流量與年平均氣溫的關系

圖6 塔什庫爾干年平均徑流量與年平均降水量的關系

3 討論

（1）近45a以來塔里木河流域呈變暖增濕趨勢，2000年后平均與多年平均相比氣溫增加了0.75℃，增幅7.69%，其中平原區與山區相比，平原區增幅大于山區，空間上塔河流域北部增長最為明顯，其次為南部、西部；2000年后平均降水與多年平均相比降水量增加了16.65mm，增幅17.89%，其中山區增幅大于平原。

（2）1961—2008年間塔里木河流域干流徑流量逐年減少，2000年后平均徑流量與多年平均相比，干流阿拉爾站減少了1.35億m3，減幅為3.00%；葉爾羌河玉孜門勒克站增加了1.91億 m3，增幅為21.80%；和田河同古孜洛克站徑流量增加了1.76億m3，增幅7.88%；烏魯瓦提站增加了1.75億 m3，增幅達8.06%；開孔河黃水溝站增加了0.58億m3，增幅達19.48%；大山口站增加了5.43億m3，增幅達14.33%。

（3）塔河流域年際降雨與氣溫變化是引起徑流變化的根本原因，根據巴音布魯克（開孔河）和塔什庫爾干（葉爾羌河）源流區1961—2005年出山口徑流量和氣溫、降水的相關分析，塔河流域氣候變化下溫度升高對徑流增加有較大貢獻，而對形成于昆侖山水系的河流的影響大于形成于天山水系的河流；降水增加對年徑流的影響較小，尤其對于形成于昆侖山水系的河流。

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