氣候變化和人類活動對沙穎河流域徑流的影響分析

摘 要：以沙潁河上游區(qū)為研究區(qū)域，利用趨勢系數(shù)法分析了研究區(qū)域1951-2010年流域內(nèi)降雨量以及徑流序列深的變化特征，基于時間序列分析法量化了氣候變化以及人類活動對沙潁河徑流所造成的影響。結(jié)果顯示：以1965年為界線，人類活動影響時期（1965-2010）相對于天然時期（1951-1964）徑流量下降，其中氣候變化所導(dǎo)致的影響占35.45%，人類活動的影響占64.55%，雖然各個年代氣候變化以及人類活動對徑流的影響各不相同，但人類活動變化仍然是造成徑流深降低的主要原因。

關(guān)鍵詞：氣候變化;人類活動;沙潁河;徑流

近年來，隨著全球氣候變化和人類活動加劇，河流流域徑流量受到的影響越來越大，因此如何定量分析評價氣候變化和人類活動對流域徑流的影響成為我們急需解決的一個問題。本文擬采用時間序列分析法量化氣候變化和人類活動對沙潁河上游區(qū)徑流的影響。

1流域概況

以潁河河源為上游，沙潁河全長619公里，流域面積39880平方公里，是淮河的最大支流，約占淮河流域總面積18.1%。其中安徽境內(nèi)長208公里，流域面積4010平方公里，占流域總面積的10.06%。河南省境內(nèi)，河長418公里，流域面積34440平方公里，占流域總面積的86.36%。

2研究方法

本文采用趨勢系數(shù)法對研究區(qū)進(jìn)行量化分析，為了研究水文要素整體的變化趨勢，可對其進(jìn)行統(tǒng)計檢驗，計算其趨勢系數(shù)Rxt。

在氣候變化以及人類活動二者的綜合影響下，水文序列的變化情況相對于原先天然狀態(tài)下已經(jīng)發(fā)生了變化，為進(jìn)行影響因素的量化分析，需要將水文序列分為天然時期和人類活動影響時期，然后利用天然狀態(tài)下的降雨徑流關(guān)系計算獲得人類活動影響下的徑流量。氣候變化以及人類活動影響的定量分析方法公式如下所示[5]：

式中，△Wτ 為流域徑流變化總量，△WH 、△Wc 分別為人類活動以及氣候變化對徑流的影響量，WB 為天然時期（基準(zhǔn)期）的徑流量，WHR 為受到人類活動影響時期的徑流量，WHN 為人類活動影響時期通過計算所得的天然徑流量，ηH 、ηC 分別為人類活動以及氣候變化對流域徑流造成影響所占百分比。

3實例分析

本文收集了研究區(qū)域內(nèi)38個雨量站1951-2010年的降雨數(shù)據(jù)，研究所采用的降雨數(shù)據(jù)及流量數(shù)據(jù)均摘錄自水文年鑒，數(shù)據(jù)來源可靠。

對年降雨量和徑流深進(jìn)行一元線性回歸分析并且計算二者各自的趨勢系數(shù).由相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗表可知，當(dāng)α=0.05時，60個樣本序列對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)臨界值為0.254。對結(jié)果進(jìn)行分析可知流域內(nèi)降雨量的變化趨勢線表現(xiàn)的較為平緩，其變化傾向率為0.425mm/10a，趨勢系數(shù)R為0.004，遠(yuǎn)低于臨界值，因此年降雨上升趨勢沒有那么明顯;而年徑流深的變化趨勢較為明顯，傾向率為-18.505mm/10a，趨勢系數(shù)R為-0.261，其絕對值大于臨界值（0.254），可知流域年徑流深表現(xiàn)出顯著的下降趨勢。降雨變化微弱而徑流變化顯著，進(jìn)一步說明了流域內(nèi)徑流的變化受其他因素（如人類活動）的影響。

因為1965年以前人類活動影響較小，可認(rèn)定為天然時期（基準(zhǔn)期），所以以1965年作為臨界點對徑流系列進(jìn)行分割。利用1951-1964年的降雨量（x）和徑流深（y）數(shù)據(jù)建立回歸方程：

R2為0.8847，相關(guān)系數(shù)R為0.942，大于臨界值0.623（α=0.01），樣本數(shù)為14），相關(guān)性達(dá)顯著性水平，說明可用于將1965年以后受人類活動影響的徑流還原到天然狀態(tài)的情況。按公式（7）計算1965-2010年相應(yīng)時段內(nèi)氣候變化以及人類活動對于徑流深的影響量，結(jié)果見表1。

由表1可知，在1965年以后人類活動影響時期（1965-2010年）降雨量相對于基準(zhǔn)期減少了52.53mm，徑流深相對于基準(zhǔn)期減少了111.68mm，其中氣候變化（降雨因素）對徑流變化的影響占35.45%，人類活動的影響對徑流變化的影響占64.55%，可見人類活動是造成沙潁河流域徑流深減少的主要原因。

4結(jié)語

沙潁河上游區(qū)年降水序列比較平穩(wěn)，變化趨勢不明顯;而徑流深年際變化劇烈，1965年后年徑流深多低于平均值，下降趨勢明顯，傾向率為-18.505mm/10a。雖然人類活動以及氣候變化二者共同影響著徑流的變化，但人類活動是造成流域徑流減少的主要原因。

參考文獻(xiàn)：

[1] 施能，陳家其，屠其璞.中國近100年來4個年代際的氣候變化特征[J].氣象學(xué)報，1995，53（4）：431-439.

[2] 強衛(wèi)龍，施能.1948-2001年全球陸地春季降水長期變化的時空特征[J].南京氣象學(xué)院學(xué)報，2004，27（3）：326-335.

[3] 戴韻秋，石朋，胡建偉，等.氣候變化和人類活動對流域徑流的影響分析——以沙潁河為例[J].三峽大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018，40（1）：15-19.

作者簡介：

李明珠（19981012-）男，漢族，河南省濮陽市，本科生，研究方向：水文與水資源。