锡林河流域水文气象要素变化趋势分析研究
摘要:本文利用锡林浩特水文站及气象站1955年~2012年的降水、气温、蒸发等资料,采用Mann-Kendal法对锡林河流域水文气象要素的变化趋势进行分析,结果表明:锡林河流域降水量变化趋势不显著,从年尺度来看,流域降水呈减少趋势;年气温呈上升趋势,年蒸发量总体呈上升趋势;从季度这一尺度来看,春、冬季降水有所增加。
关键词:水文气象要素;Mann-Kendal法;变化趋势;锡林河流域
引言
随着我国经济社会的快速发展,人类活动引起的水文循环状况和水量均衡要素在时间、空间上发生着不可忽视的变化,而水文气象要素在时间序列上与降水、蒸发、气温等自然特征呈现一定关系,因此,本文利用锡林浩特水文站1955年~2012年的降水、蒸发、气温等资料,采用MannKendal法对锡林河流域水文气象要素的变化趋势进行分析[1]。这将为锡林河流域的水资源开发、水利工程建设、水土保持规划、水库调度等提供准确而可靠的水文信息,对提高该地区的社会经济效益有着重要而深远的指导意义。
1.研究区概况及数据选择
锡林河流域位于内蒙古高原中东部大兴安岭西部的低山丘陵边缘,地理坐标为N:43°26′48″~44°39′21″,E:115°32′00″~117°12′00″,流域总面积10786km2。该区属大陆性气候,其特征是冬春寒、夏秋热,年平均气温为1℃,最低气温-38.6℃,最高气温36.6℃,年均降水量345mm,最多550mm,最少210mm。该区属典型侵蚀构造地形,地貌具有明显分带性(见图1)。
研究选取锡林河流域内锡林浩特气象站气温和降水数据以及流域内水文站数据,为了各站点数据时间序列具有可比性,选择的气象水文资料均在1955年~2012年。
2.研究方法
Mann-Kendal法通常用显著性水平?与倾斜度β来检验趋势成分[3],本文中?取0.1,β计算公式如下:
3.趋势分析
3.1降水趋势变化
锡林河流域多年平均降水量与地形高程关系密切,自东南到西北降水量逐渐减少。
由表1可知,降水序列的变化趋势没有气温序列的变化趋势明显,降水序列在时间尺度上均没有通过95%的置信度检验,故锡林河流域降水变化趋势不显著[4]。从年尺度来看,其β小于0,说明流域降水呈减少趋势,从季度尺度来看,春、冬季β大于0,说明呈上升趋势(图2)。
3.2气温趋势变化
锡林河流域气温伴随地形高程的变化而变化,自东南到西北逐渐升高,MK趋势检验结果表明:该区域各季节均通过了95%的置信度检验,具有显著趋势,由于其β均大于0,因此具有显著上升趋势(表1)[5]。
3.3蒸发趨势变化
从年尺度来看,锡林河流域蒸发量未通过95%的置信度检验,故其变化趋势不明显,其大于0,说明蒸发能力呈上升趋势[6]。一般来说,蒸发能力随着气温的升高而增大,这与前文气温的变化趋势契合(表2)。
4.结语
本文利用锡林浩特水文站及气象站1955年~2012年的降水、气温、蒸发等资料,采用Mann-Kendal法对锡林河流域水文气象要素的变化趋势进行分析,得出以下几点:
(1)锡林河流域降水量变化趋势不显著,从年尺度来看,流域降水呈减少趋势,从季度这一尺度来看,春、冬季降水有所增加。
(2)锡林河流域气温序列变化趋势显著,各个季节均通过95%的置信度检验,且β均大于0,因此该区域气温具有显著上升趋势。
(3)MK趋势检验结果表明:从年尺度来看,锡林河流域蒸发量未通过95%的置信度检验,故其变化趋势不明显,因其β大于0,说明蒸发能力呈上升趋势。
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