氣候變化對本溪縣可利用水資源的影響分析

摘要 利用本溪縣氣象局1958～2012年逐月平均氣溫和降水量資料，運(yùn)用高橋浩一郎陸面蒸發(fā)和線性趨勢分析等方法，對本溪縣可利用水資源進(jìn)行分析。結(jié)果表明，近55年本溪縣年平均氣溫呈明顯的升溫趨勢變化，降水量呈波動(dòng)性減少趨勢變化；可利用水資源呈波動(dòng)性減少趨勢變化；本溪縣降水量的46%是可以利用的，54%被蒸發(fā)掉；夏季可利用降水占全年可利用總量的70%，但夏季可利用系數(shù)最大，為52%；春季可利用降水占全年總量的10%，可利用降水系數(shù)最小為32%，近55年本溪縣可利用水資源變化速率為-5.21 mm/10a，除夏季是減少趨勢變化外，其他各季均為增加趨勢變化。

關(guān)鍵詞 氣候變化；可利用降水；影響；本溪縣

中圖分類號S161.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）30-10592-03

作者簡介高巍（1964- ），女，吉林海龍人，高級工程師，從事大氣探測與行政管理工作。

水資源是國家基礎(chǔ)性的自然資源，也是戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，維持著生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，同時(shí)又是一個(gè)國家綜合國力的有機(jī)組成部分[1]。氣候變化對人類生產(chǎn)、生活等方面影響很大，降水量大小和分布的時(shí)間對區(qū)域經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成重大影響[2-3]。氣候變暖導(dǎo)致了水資源緊張趨勢進(jìn)一步加劇，直接影響地表徑流、地下水、土壤水分及人類活動(dòng)用水的需求，使水資源供需矛盾成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸，且水資源系統(tǒng)的變化還對人類社會(huì)活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)等方面造成了很大影響，水資源匱乏同時(shí)又反過來對局地氣候產(chǎn)生影響，人均水資源導(dǎo)致局地氣候變化，甚至在某種程度上加劇氣候變化趨勢[4-5]。

本溪滿族自治縣位于遼東半島腹地，東與桓仁、寬甸相臨，西與本溪、遼陽接壤，南與丹東毗臨，北接沈陽、撫順。全縣總面積3 344 km2，地貌特征為“八山一水一分田”，屬于北溫帶大陸季風(fēng)氣候。山巒起伏、溝壑縱橫，森林覆蓋率728%。隨著全球氣候變化，水資源也發(fā)生了較大變化。許多學(xué)者對水資源開展了研究[6-8]，如孫力對我國東北地區(qū)空中水資源的時(shí)空分布特征進(jìn)行了研究[7]；吉奇等對本溪市水資源變化特征進(jìn)行分析[8]。筆者利用本溪縣氣象局最新氣候資料對本溪縣水資源變化特征進(jìn)行分析，為合理的區(qū)域水資源開發(fā)利用、規(guī)劃管理和縣區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供科學(xué)的依據(jù)。

1資料與方法

1.1資料來源資料來源于本溪縣氣象局1958～2012年逐月平均氣溫、降水量資料。季節(jié)劃分為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～翌年2月）。氣候平均值為1958～2012年平均值。

1.2分析方法

1.2.1氣候傾向率分析方法[9]。利用氣候傾向率分析氣象要素的變化趨勢。其表達(dá)式為：Yj=a0+a1ti，式中，Yj為氣象要素，ti為時(shí)間，a0為回歸常數(shù)，a1為回歸系數(shù)；a1×10為氣候變化傾向率。

1.2.2陸面蒸發(fā)。采用高橋浩一郎陸面蒸發(fā)公式[10]計(jì)算蒸發(fā)量，即E=3 100P3 100+1.8P2exp（-34.4T235+T），式中，E為陸面蒸發(fā)量，P為月降水量，T為月平均氣溫。可利用水資源F=P-E；蒸發(fā)系數(shù)為α=E/P；可利用降水系數(shù)為β=1-α。

2結(jié)果與分析

2.1年平均氣溫和年降水量年際變化分析由圖1可見，本溪縣近55年年平均氣溫呈波動(dòng)性升溫趨勢，其升溫速率為0.46 ℃/10a（通過了0.01顯著性檢驗(yàn)水準(zhǔn)）；年平均氣溫最高為8.9 ℃，出現(xiàn)在1998年；最低值為5.4 ℃，發(fā)生在1969年。本溪縣1958～2012年降水量呈減少趨勢，其線性傾向率為-0.65 mm/10a（未通過顯著性檢驗(yàn)）；年降水量最大值為1 384.3 mm，發(fā)生在2010年，最小值為494.9 mm，出現(xiàn)在1989年。由于年平均氣溫升溫顯著，而年降水量總體呈減少趨勢變化，本溪縣呈現(xiàn)明顯的變暖趨勢。

2.2可利用水資源變化特征分析

2.2.1月變化。由圖2可見，本溪縣近55年降水量、蒸發(fā)量和可利用降水量呈單峰變化型，從波形變化來看，一年當(dāng)中月變化幅度從小到大依次為蒸發(fā)量、可利用降水量和降水量；降水量、可利用降水量和蒸發(fā)量的峰值均出現(xiàn)在7月，而谷值均在1月出現(xiàn)。

2.2.2年際變化。從圖3分析可見，1958～2012年本溪縣圖11958～2012年本溪縣年平均氣溫（a）年降水量（b）變化圖21958～2012年本溪縣水資源各分量的月變化圖31958～2012年本溪縣可利用水資源年際變化注：a.春季；b.夏季；c.秋季；d.冬季。

圖41958～2012年本溪縣四季可利用水資源變化可利用水資源呈波動(dòng)性減少趨勢；年可利用水資源最大值為908.3 mm，出現(xiàn)在2010年；最小值為143.1 mm，發(fā)生在1999年；其線性傾向率為-5.21 mm/10a。

2.2.3季變化。由圖4可見，本溪縣近55年春季可利用水資源呈增加趨勢，其線性傾向率為3.19 mm/10a；可利用水資源最大值為159.1 mm，出現(xiàn)在2005年；最小值為3.6 mm，發(fā)生在1989年。夏季可利用降水呈減少趨勢，線性傾向率為-4.82 mm/10a；可利用水資源最大值為674.9 mm，發(fā)生在1964年；最小值為83.2 mm，出現(xiàn)在1988年。秋季可利用水資源呈增加趨勢，其線性傾向率為1.40 mm/10a；可利用降水最大值為98.6 mm，發(fā)生在1972年；最小值為0.4 mm，出現(xiàn)在1990年。冬季可利用降水呈增加趨勢，線性傾向率為0.95 mm/10a；最大值為41.0 mm，出現(xiàn)在1957年；最小值為0.1 mm，發(fā)生在1976年。

2.2.4年代際變化。通過表1分析可知，1958～2012年本溪縣各年代可利用水資源最大值為399.3 mm，出現(xiàn)在21世紀(jì)以來；20世紀(jì)90年代最小，為291.2 mm，近55年本溪縣可利用水資源呈現(xiàn)多-少-多的變化波動(dòng)。春季可利用水資源21世紀(jì)以來最大，為51.7 mm，最小值為34.0 mm，出現(xiàn)在90年代；呈現(xiàn)少-多-少-多的波動(dòng)變化。夏季可利用水資源20世紀(jì)60年代最大，為285.1 mm，最小值為207.6 mm，發(fā)生在90年代；呈現(xiàn)多-少-多波動(dòng)變化。秋季可利用水資源最大值出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，為44.2 mm，最小值為17.1 mm，發(fā)生在60年代；呈現(xiàn)少-多-少-多波動(dòng)變化。冬季可利用水資源最大值為16.6 mm，發(fā)生在21世紀(jì)以來，最小值為8.0 mm，出現(xiàn)在80年代；呈現(xiàn)多-少-多的波動(dòng)變化。

3結(jié)論

（1）本溪縣近55年年平均氣溫呈明顯的升溫趨勢變化，其升溫速率為0.46 ℃/10a；年降水量總體呈減少趨勢變化，其線性傾向率為-0.65 mm/10a；本溪縣呈現(xiàn)變暖趨勢變化。

（2）近55年來本溪縣可利用水資源呈波動(dòng)性減少趨勢，在21世紀(jì)初有增加趨勢變化。除了夏季可利用水資源為波動(dòng)性減少趨勢外，其他各季均為增加趨勢變化。

（3）本溪縣年降水量的54%被蒸發(fā)掉，降水量的46%是可以被利用的。夏季可利用水資源占全年的70%，夏季蒸發(fā)損失最小，蒸發(fā)系數(shù)為48%，可利用系數(shù)最大為52%；春季可利用降水占全年的11%，蒸發(fā)損失達(dá)68%，可利用系數(shù)最小為32%。春季蒸發(fā)損失大，導(dǎo)致春播期供水問題突出，也是導(dǎo)致本溪縣春旱頻發(fā)發(fā)生的主要原因之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 文敏，陳創(chuàng)買.珠海市近50年水資源變化特征及評估[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，44（S2）：272-275.

[2] 胡汝驥，樊自立，王亞俊，等.近50a新疆氣候變化對環(huán)境影響[J].干旱區(qū)地理，2001，24（2）：97-103.

[3] 吳學(xué)宏，曹艷芳，陳淑華，等.內(nèi)蒙古草原生態(tài)環(huán)境的變化及其對氣候因子動(dòng)態(tài)響應(yīng)[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2005，20（S1）：65-68.

[4] 劉偉，孔德胤，劉艷麗，等.巴彥淖爾市氣候變化對水資源的影響[J]. 北京農(nóng)業(yè)，2013（6）：120-121.

[5] 施繼祥，將惠亮，潘華盛.氣候變暖對黑龍江省建年及未來水資源影響及對策[J].黑龍江水利科學(xué)，2006，34（6）：51-52.

[6] 張強(qiáng)，孫鵬，陳喜，等. 1956～2000年中國地表水資源狀況：變化特征、成因及影響[J]. 地理科學(xué)，2011，31（12）： 19-25.

[7] 孫力.中國東北地區(qū)空中水資源的時(shí)空分布特征[J]. 地理科學(xué)，2007，27（Z1）： 2-9.

[8]吉奇，吳英杰，孟慶祥.本溪53 a降水特征與水資源分析[J].氣象科學(xué)，2009，29（3）：390-393.

[9] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2007：36-42.

[10] 高紹鳳，陳萬隆，朱超群，等.應(yīng)用氣候?qū)W[M].北京：氣象出版社，2001：36-40.