尹雄銳，王曉妮，侯 琳，王 勇

(水利部松遼水利委員會，吉林 長春 130021)

洮兒河為松花江流域嫩江水系下游右側(cè)的一大支流，位于松嫩平原西部，地處干旱半干旱的過渡地帶，近幾十年來受氣候變化和人類活動的雙重影響，流域水資源發(fā)生了深刻的變化，中下游地區(qū)水資源供需矛盾日益突出，由于水資源短缺，下游地區(qū)已大面積出現(xiàn)濕地退化、土地鹽堿化、土壤沙化等現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)域

洮兒河發(fā)源于大興安嶺東麓的高岳山，河流自西北向東南流經(jīng)內(nèi)蒙古興安盟的科右前旗，烏蘭浩特市和吉林省白城地區(qū)洮南、鎮(zhèn)賚、大安等縣，在月亮泡附近注入嫩江，干流總長536 km。該流域東為嫩江，西接大興安嶺，南臨霍林河，北靠綽爾河，流域面積43 443 km2，其中內(nèi)蒙古境內(nèi)流域面積31 812 km2，包括二龍濤河、大小額木特河及洮兒河與霍林河之間的閉流區(qū)。流域地形東高西低，從西北向東南高程逐漸減小。洮兒河流域?qū)儆谥袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒而漫長，夏季炎熱而短暫，年平均氣溫-2.5～5℃。流域多年平均降水量435 mm，從空間上看，降水量由上游的470 mm減小到下游380 mm。氣候系統(tǒng)受季風(fēng)和地形的影響，降水年內(nèi)分配不均勻，降水量80%以上集中于6—9月，尤其集中于7，8兩月，多局部性暴雨；降水年際變化大，旱澇年份交替出現(xiàn)，且有連續(xù)豐水年和連續(xù)枯水年出現(xiàn)，豐水年的降水量達(dá)到枯水年的3～4倍。年蒸發(fā)量1 800～2 000 mm（20 cm蒸發(fā)皿），最大值出現(xiàn)在春季4—5月份。

2 數(shù)據(jù)處理

研究選取洮兒河流域內(nèi)及鄰近4個氣象站（阿爾山、索倫、烏蘭浩特、白城）氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)以及流域內(nèi)2個水文站（索倫、洮南）數(shù)據(jù)，氣象站和水文站沿著干流方向分布在流域上中下游，為了各站點時間序列具有可對比性，氣象資料和徑流資料都取1958—2006年。

3 研究方法

Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計檢驗法是由世界氣象組織推薦的應(yīng)用于環(huán)境數(shù)據(jù)時間序列趨勢分析的方法，已經(jīng)廣泛用于檢驗水文氣象資料的趨勢成分。對于長度為 n 的時間序列 X1，X2，X3，…，Xn，

Mann-Kendall方法有兩個重要的趨勢檢驗參數(shù)，一是顯著性水平α，表示趨勢的強(qiáng)弱；二是傾斜度β，表示趨勢的方向和大小，當(dāng)β＞0時表示上升趨勢，當(dāng)β＜0時表示下降趨勢，計算公式為：

4 結(jié)果分析與討論

4.1 氣溫趨勢變化

洮兒河流域氣溫的年際變化與多年平均值（表1）表明：洮兒河流域氣溫隨著地形的變化，從上游到下游逐漸升高，上游阿爾山站最低為-2.8℃，下游白城站最高為5.0℃。從1958年以來全流域氣溫都呈增加趨勢，2000年以來流域上游地區(qū)氣溫比20世紀(jì)60年代上升了1℃，中下游地區(qū)升溫更為顯著，升高1.6～1.8℃。

MK趨勢檢驗結(jié)果（表2，圖1）表明：阿爾山站氣溫春、夏、冬季都通過了95%的置信度檢驗，具有顯著趨勢；其β值都大于0，因此具有顯著上升趨勢，其年平均氣溫以0.02℃/a的速度上升；春季和冬季氣溫上升最為顯著，秋季氣溫也有上升趨勢，但是沒有通過95%的置信度檢驗。索倫站年平均氣溫春季和夏季平均氣溫通過了95%的置信度檢驗，而秋季和冬季平均氣溫有上升趨勢，沒有通過95%的置信度檢驗，趨勢不顯著；年平均氣溫以0.025℃/a的速度上升，春季平均氣溫上升最為顯著。中游烏蘭浩特站年平均氣溫及各季節(jié)平均氣溫均通過95%置信度檢驗，呈顯著上升的趨勢，年平均氣溫上升速度為0.047℃/a，冬季平均氣溫上升最為顯著。下游白城站除了夏季外，其他各季節(jié)平均氣溫都通過95%置信度檢驗，呈顯著上升的趨勢，年平均氣溫以0.035℃/a的速度上升，冬季平均氣溫上升最為顯著。

從整個流域來看，平均氣溫總體變化趨勢基本一致，但各季節(jié)的平均氣溫趨勢變化略有不同，流域上游地區(qū)以春季增溫最為顯著，而中下游地區(qū)以冬季增溫最為顯著，烏蘭浩特站在4個站中平均氣溫增加最為顯著。

4.2 降水趨勢變化

洮兒河流域多年平均降水量（表1）隨著地形高程的減小，從上游到下游逐漸減少；上游索倫站降水量最多，為459.3 mm，下游白城站最少為386.6 mm。從年際變化來看全流域降水量經(jīng)歷了從20世紀(jì)60年代到70年代減小，從70年代到80年代增加，90年代以后降水量又減小的過程。

降水序列的變化趨勢沒有氣溫序列的變化趨勢顯著。所有站點的降水在各個時間尺度上都沒有通過95%的置信度檢驗，說明變化趨勢不顯著（表2，圖1）。從年尺度來看，各站的β值都小于0，說明流域降水呈減小的趨勢，從上游到下游降水量減小的幅度增大，白城站降水量減小幅度最大，達(dá)到1.943 mm/a。從季節(jié)尺度來看，流域上游地區(qū)阿爾山站和索倫站春、夏、秋季降水量β值小于0，呈微弱減小的趨勢，夏季減小幅度最大，冬季降水呈微弱增加趨勢。烏蘭浩特站降水量春季和冬季都有微弱增加的趨勢，夏季和秋季呈微弱減小的趨勢。白城站各季節(jié)降水量趨勢變化與上游一致，春、夏、秋季降水量β值小于0，呈微弱減小的趨勢，冬季降水量呈微弱增加趨勢，且夏季降水量減小幅度較大，達(dá)到1.97 mm/a。

表1 洮兒河流域多年平均氣溫和降水量

表2 洮兒河流域氣溫和降水變化趨勢與β值

4.3 徑流

1）徑流趨勢變化。采用Mann-Kendall方法對洮兒河流域上游索倫站和下游洮南站年和各季節(jié)實測平均流量分析變化趨勢，2個站年平均流量都通過了95%的置信度檢驗，β值都小于0，說明洮兒河流域徑流呈顯著減小的趨勢，索倫站β＝-0.219 m3/（s·a），洮南站 β＝-0.507 m3/（s·a）；除索倫站夏季平均流量沒有通過95%的置信度檢驗，其他季節(jié)平均流量都通過檢驗，徑流減小非常顯著，以夏季和秋季減少量最大。

2）徑流變化成因分析。洮兒河流域徑流變化主要受氣候變化和人類活動的影響。從洮兒河流域氣溫和降水1958—2006年的序列檢測可以看出，洮兒河流域近幾十年來氣溫顯著升高，降水減少，特別是中下游地區(qū)更加突出，降水減少加劇了氣溫升高引起的干旱化，導(dǎo)致流域徑流減小。流域自2000年以來一直處于降水明顯偏少時期，降水量相對多年平均減少16%，而河道徑流相對于多年平均狀況大幅減少，索倫站徑流比多年平均值減少68%（圖2）。水利工程建設(shè)和農(nóng)業(yè)用水增加，對徑流產(chǎn)生了顯著的影響。自20世紀(jì)70年代以來,在洮兒河干支流相繼修建了許多水庫，其中大型水庫有察爾森水庫,中型水庫有雙城水庫、明星水庫、大青山水庫、永豐水庫、群昌水庫、創(chuàng)業(yè)水庫、團(tuán)結(jié)水庫等。水庫的運行改變了流域河道徑流的時空分布，而中下游灌區(qū)的開發(fā)大量取用河道徑流，導(dǎo)致了流域中下游河道徑流大幅減小，下游洮南站在近幾年連續(xù)出現(xiàn)了長時間斷流（圖2），加劇了下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境的惡化。洮兒河流域處于半干旱氣候地區(qū)，徑流對氣候的變化非常敏感，流域產(chǎn)流主要在上游大興安嶺地區(qū)，下游平原區(qū)幾乎不產(chǎn)流，因而人類活動是影響下游河道徑流變化的主要控制因素。

圖1 洮兒河流域各季節(jié)平均氣溫和降水的β值

圖2 多年平均流量變化

5 結(jié)語

該文采用Mann-Kendall方法對洮兒河流域1958—2006年氣溫和降水及徑流序列分析了長期趨勢變化，結(jié)果表明：洮兒河流域氣溫升高明顯，2000年以來流域上游地區(qū)氣溫比20世紀(jì)60年代上升了1℃，中下游地區(qū)升溫更為顯著，升高1.6～1.8℃。平均氣溫總體變化趨勢基本一致，但各季節(jié)的平均氣溫趨勢變化略有不同，流域上游地區(qū)以春季增溫最為顯著，而中下游地區(qū)以冬季增溫最為顯著。全流域降水量經(jīng)歷了從20世紀(jì)60年代到70年代減小，從70年代到80年代增加，90年代以后降水量又減小的過程，整體表現(xiàn)為減小趨勢，但是趨勢并不顯著，從上游到下游降水量減小的幅度增大；從季節(jié)上看，流域冬季降水量有微弱增加的趨勢，其他季節(jié)表現(xiàn)出微弱減小的趨勢。流域徑流表現(xiàn)出顯著減小的趨勢，以夏季和秋季減少量最大。徑流對氣候的變化非常敏感，流域上游徑流除了人類活動影響外，還受氣溫升高和降水減小等氣候變化的影響，中下游地區(qū)水資源開發(fā)利用程度不斷增加，人類活動是影響下游河道徑流變化的主要控制因素。未來的研究可以進(jìn)一步分析氣候變化和人類活動影響下的流域產(chǎn)匯流機(jī)制，量化氣候變化和人類活動對流域徑流變化的影響。

［1］徐宗學(xué)，李占玲.石羊河流域主要氣象要素及徑流變化趨勢分析［J］.資源科學(xué).2007，29（5）：121-128.

［2］劉春蓁.氣候變化對江河流量變化趨勢影響研究進(jìn)展［J］.地球科學(xué)進(jìn)展.2007，22（8）：777-783.

［3］姜德娟，李麗娟，侯西勇，等.洮兒河流域中上游水循環(huán)要素變化及其原因［J］.地理研究，2009，28（1）：55-64.