滕州市近50年水資源氣候特征分析

張美玲 陳昭玉 夏云海

摘要根據(jù)滕州市1956~2005年的氣象資料,分析了騰州市近50年水資源的基本特征、變化趨勢、階段性和突變特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn):近50年來,滕州年及夏季水資源呈顯著減少趨勢,水資源變化有明顯的階段性和年代際變化特征,豐枯期交替變化。1976年發(fā)生年水資源偏豐向偏枯的氣候突變,突變后年水資源平均值減少了39%。通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),水資源與降水量和蒸發(fā)量具有顯著正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞水資源;氣候特征;山東騰州

中圖分類號P468.0+24文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)14-0265-02

滕州市是魯南地區(qū)重要的工業(yè)和農(nóng)業(yè)基地之一,經(jīng)濟發(fā)達,水資源需求相當(dāng)大,而且還在不斷增加,但水資源的供需矛盾日趨嚴重,已經(jīng)成為制約經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的主要因素。了解滕州市水資源的氣候特征及其發(fā)展趨勢,對保持經(jīng)濟發(fā)展和穩(wěn)定都具有重要意義。

1資料與方法

利用滕州市1956~2005年月平均氣溫及月降水量資料,用高橋浩一郎公式[1]計算并分析了滕州市水資源50年來變化特征。

目前常用的氣象水文變化趨勢分析方法有線性回歸、累積距平以及Mann-Kendall檢驗法、滑動t檢驗[2]等。在水文氣象序列中使用非參數(shù)檢驗方法比使用參數(shù)檢驗方法在非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)和檢驗中更為適合。

2結(jié)果與分析

2.1水資源的基本氣候特征

滕州市1956~2005年水資源特征量如表1所示?？梢钥闯?滕州市近50年水資源年平均值為275.4mm;極大值為737.4mm,出現(xiàn)在1957年;極小值為37.5 mm,出現(xiàn)在2002年,極差達到699.9mm。從各季水資源來看,夏秋季水資源與年水資源顯著相關(guān),特別是夏季水資源與年水資源相關(guān)系數(shù)高達0.942,達到極顯著水平。夏季水資源最豐富,占全年的73%;秋季次之,占全年的14%;春季第3,占全年的10%;冬季最少,占全年的3%。變差系數(shù)以冬季最大,秋季次之,春季第3,夏季最小。

2.2水資源年及四季變化趨勢分析

近50年來滕州市年水資源呈顯著減少趨勢(圖1、表2),氣候傾向率為-33.0mm/10a。MK統(tǒng)計量高達-3.187,達到0.002的顯著水平。從各季來看,春、秋、冬季水資源變化趨勢并不顯著,只有夏季水資源呈極顯著減少趨勢,氣候傾向率為-34.3mm/10a。

2.3水資源的階段性變化及突變分析

累積距平曲線(圖2)顯示年水資源變化有明顯的階段性,豐枯期交替變化,大體經(jīng)歷了3個豐水期和2個枯水期:1956~1975年是豐水期,正距平年占60%,正距平平均值達到199.0mm,負距平平均值僅為-91.1mm;1976~1990年是枯水期,負距平年占93%;1991~1993年是第2個豐水期,正距平年占68%;1994~2002年是第2個枯水期,負距平年占100%,持續(xù)9年;2003~2005年是第3個豐水期,正距平年占100%,持續(xù)3年。

用滑動t檢驗對滕州年水資源進行突變分析發(fā)現(xiàn),年水資源在9～16年的氣候變化尺度上,均有顯著水平超過0.01的年份,對比分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)n1=n2=16時,突變最為顯著,突變點為1976年,顯著水平達到0.003。突變前1956～1975年年水資源平均值為358.3mm,突變后1976～2005年平均值為220.1mm,減少了39%。

2.4水資源的年代際變化特征

騰州市1956~2005年水資源距平值的年代際變化如表3所示?？梢钥闯?年及夏季水資源距平變化是極為一致的:20世紀50年代后期至70年代均為正距平,20世紀80~90年代為負距平,2001~2005年為正距平。春季及冬季水資源基本接近正負交替變化,秋季水資源除20世紀60年代為正距平外,其余年代均為負距平。

2.5影響水資源的氣候因子

影響水資源的主要氣候因子有降水量、蒸發(fā)量、平均氣溫等。通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)(表4),影響水資源最顯著的因子為降水量,兩者呈正相關(guān),年及四季相關(guān)系數(shù)均達到了0.001的極顯著水平;其次是蒸發(fā)量,兩者也呈正相關(guān),年及四季相關(guān)系數(shù)均達到了0.05的顯著水平,其中春、秋、冬3季達到了0.001的極顯著水平;平均氣溫對水資源的影響相對較小,兩者相關(guān)系數(shù)未通過顯著性檢驗。

3結(jié)論

(1)近50年來滕州年水資源平均值為275.4mm,四季中夏季水資源最豐富,占全年的73%。年及夏季水資源呈顯著減小趨勢,氣候傾向率分別為-33.0mm/10a、-34.3mm/10a。

(2)年水資源變化有明顯的階段性,豐枯期交替變化,可分為3個豐水期和2個枯水期。1976年發(fā)生由年水資源偏豐向偏枯的氣候突變,突變后年水資源平均值減少了39%。年及夏季水資源具有極為一致的年代際變化特征。

(3)通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),年及各季水資源與降水量及蒸發(fā)量均具有顯著正相關(guān),與平均氣溫相關(guān)不顯著。

(4)相關(guān)分析還發(fā)現(xiàn),作為對滕州市水資源負貢獻的蒸發(fā)量與其也有相關(guān)性,這說明降水量大,蒸發(fā)量也大,但仍抵消不了降水量的正貢獻,決定各季水資源變化的主要因素是降水量的多寡。

4參考文獻

[1] 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.

[2] 丁裕國,江志紅.氣象數(shù)據(jù)時間序列信號處理[M].北京:氣象出版社,1998.