東北地區氣候變化對河流徑流量的影響

杜金玲

（呼倫貝爾市氣象局，內蒙古 海拉爾 021008）

近幾十年全球變暖，氣候的變化對自然生態系統、水循環、水資源管理利用等自然環境和人類社會產生眾多的影響，尤其是對河流徑流量產生影響。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水資源可持續開發、利用的基礎工作，徑流量的變化趨勢及演變規律的研究對之后該地區的合理開發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，通過對其流域內河流徑流變化特征、變化規律的分析，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

我國東北地區主要是地理方位上描述的中國的東北部，主要經緯位置為東經120～130°，北緯40～53°之間區域，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、半濕潤地區、半干旱地區。因緯度原因和海陸原因，東北地區為溫帶季風性氣候，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，根據塔河水文站氣象站1960～2012年的氣象水文資料統計，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），流域實測徑流資料為1960～2012年，其中，1981～2006年由于數據缺失沒有進行研究分析。本文主要研究了該區4條河流域的徑流總量、徑流量及豐枯水季節變化三個方面的特征，并與該地區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分配特征發生了變化。

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，與我國其他地區冬季均溫上升速度普遍高于年均氣溫不同，東北地區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。東北凍土區土壤含水量大，冬季多年凍土冷儲構成冷控系統，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。降水量季節變化趨勢表如表1所示。

表1 降水量季節變化趨勢表

4 結語

自1960年以來該地區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，蒸散發增加，徑流量降低；春秋季節徑流量是減少的，但夏冬季節徑流量卻是增加的，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，季節性凍結減少。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，在水文過程上得到了反映。