太子河流域蒸發(fā)量演變特征分析

寧曉娜

（遼寧省水文局，遼寧 沈陽 110003）

太子河流域蒸發(fā)量演變特征分析

寧曉娜

（遼寧省水文局，遼寧 沈陽 110003）

蒸發(fā)與人類社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源利用、環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)平衡等問題有密切的聯(lián)系。文中通過對太子河流域歷年各測站蒸發(fā)量演變特征的分析，尋求蒸發(fā)隨時(shí)間的變化規(guī)律以及在空間上的變化趨勢，從而可以建立太子河流域旱災(zāi)預(yù)測模型，為該流域節(jié)水灌溉和防澇抗旱提供理論依據(jù)。

太子河流域；蒸發(fā)量；演變特征；分析

1 流域概況

太子河是遼河下游左側(cè)一大支流，橫貫遼寧省中部地區(qū)，河流全長約 413km，流域面積約 13883 km2。流域呈東西向，河流由西向東流經(jīng)本溪、遼陽、鞍山等市，是遼寧省重要的工業(yè)基地和商品糧產(chǎn)區(qū)，也是下遼河平原遼寧中部經(jīng)濟(jì)區(qū)最主要的水資源來源。流域內(nèi)共建成大型水庫 3座，其中干流 2 座（觀音閣水庫、參窩水庫），支流 1 座（湯河水庫），水利工程多以防洪、灌溉和工業(yè)供水為主以及兼顧發(fā)電的綜合工程。太子河水 90%用于下游水稻灌溉，總面積 10 萬 hm2，灌溉用水 10 億m3。該流域?qū)贉貛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，冬季寒冷干燥，寒冷期長，春秋兩季干旱多風(fēng)，日照豐富，夏季炎熱多雨，四季分明，各有特色。

2 蒸發(fā)量年際分布特征

2.1 年際間蒸發(fā)量變化規(guī)律

根據(jù)太子河流域 4個(gè)測站（羊胡子溝站、小市站、湯河水庫站、海城站）1960—2006 年 20cm 口徑蒸發(fā)皿逐月蒸發(fā)資料，采用 Excel分析軟件計(jì)算逐年蒸發(fā)量，可以得到太子河流域4個(gè)測站多年平均年蒸發(fā)量。

得出羊胡子溝站年蒸發(fā)量在 700～1200mm（20cm 口徑蒸發(fā)皿測試結(jié)果，下同），年平均蒸發(fā)量為 953.3mm,總體呈明顯下降趨勢。最大蒸發(fā)量出現(xiàn)在 1968 年 1204.6mm，最小蒸發(fā)量出現(xiàn)在2001 年 745.8mm。就年代分析而言，20 世紀(jì) 70 年代較 60 年代年蒸發(fā)量呈下降趨勢，80 年代較 70年代又略有下降，80 年代到 90 年代蒸發(fā)量明顯下降，總體趨勢年代間蒸發(fā)量呈下降趨勢。

用同樣的方法可得：除了湯河水庫站，小市站、海城站蒸發(fā)量也總體呈明顯下降趨勢。

2.2 年蒸發(fā)量累積距平

累積距平是一種常用的判斷變化趨勢的方法，同時(shí)通過對累積距平曲線的觀察，也可以劃分變化的階段。對于時(shí)間序列 x，在某一時(shí)刻的累積距平表示為：

式中：x 為時(shí)間序列 x 的均值；n 為時(shí)間序列 x 的時(shí)刻數(shù)；xi為第 i時(shí)刻的 x 值；St為 t時(shí)段內(nèi)序列 x的累積距平。

根據(jù)太子河流域 4 個(gè)測站的 20cm 口徑蒸發(fā)皿逐月蒸發(fā)資料，采用累積距平分析逐年蒸發(fā)量，可以得到太子河流域4個(gè)測站年蒸發(fā)量變化趨勢。羊胡子溝站（1960-2006 年）年際間蒸發(fā)量的變化過程可分為 2 個(gè)階段：1960-1983 年蒸發(fā)量呈上升趨勢，1984-2006 年年蒸發(fā)量呈下降趨勢；小市站（1960-2006 年）年蒸發(fā)量在 1966 年出現(xiàn)第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，1966 年以前成上升趨勢，1966-1991 年變化趨勢 趨于平穩(wěn)，1991 年以后呈下降趨勢；湯河水庫站（1960-2006 年）年際間蒸發(fā)量的變化過程可分為 2 個(gè)階段：1973-1993 年蒸發(fā)量呈上升趨勢，1994-2006 年年蒸發(fā)量呈下降趨勢；海城站（1960-2006 年）年蒸發(fā)量在 1970 年出現(xiàn)第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，1970 年以前成上升趨勢，1970-1977 年成下降趨勢，1978-1984 年成上升趨勢，1984 年以后呈下降趨勢，到 1999 年又有所回升。

太子河流域蒸發(fā)量年際分布特征為，除湯河水庫站蒸發(fā)量有逐年上升趨勢，其它各站年蒸發(fā)量都逐漸下降，分析原因可能與湯河水庫的地理位置和周圍環(huán)境有關(guān)。

3 蒸發(fā)量年內(nèi)分布特征

3.1 各測站四季分布特征

羊胡子溝站四季分布特征

分析羊胡子溝站 1960-2006 年春、夏、秋、冬四季蒸發(fā)量的變化特征。文中四季劃分區(qū)間依次為：春季 3-5 月、夏季 6-8 月、秋季 9-11 月、冬季12 月至次年 2 月。得出：多年來羊胡子溝站春、夏蒸發(fā)量，要明顯大于秋、冬季。夏季蒸發(fā)量最大，最高值出現(xiàn)在 1965 年夏季 517.7mm；冬季蒸發(fā)量最小平均在 100mm 以下，最小值發(fā)生在 1993 年32.2mm。春、夏季蒸發(fā)量變化幅度較明顯，秋、冬春季蒸發(fā)變化平穩(wěn)。羊胡子溝站四季蒸發(fā)量值，由大到小依次為夏季、春季、秋季、冬季。

用同樣的方法可得出，多年來小市站、湯河水庫站、海城站春、夏蒸發(fā)量也明顯大于秋、冬季，夏季蒸發(fā)量最大。春、夏季蒸發(fā)量變化幅度較明顯，秋、冬春季蒸發(fā)變化平穩(wěn)。各站四季蒸發(fā)量值由大到小依次為夏季、春季、秋季、冬季。

分析得出太子河流域春、夏蒸發(fā)量要明顯大于秋、冬季。夏季蒸發(fā)量最大，并且春、夏季蒸發(fā)量變化幅度較明顯，秋、冬春季蒸發(fā)變化趨于平穩(wěn)。

3.2 各測站多年平均月蒸發(fā)量

羊胡子溝站多年平均蒸發(fā)量年內(nèi)分配如圖1所示。

從圖 1中可以看出：羊胡子溝站平均月最大蒸發(fā)量值出現(xiàn)在 5 月，最小值出現(xiàn)在 1 月，呈單峰形。2-5 月蒸發(fā)量的上升速率大于 6-10 月下降速率。

圖1 羊胡子溝站平均蒸發(fā)量年內(nèi)分配圖

用同樣的方法可得出小市站、湯河水庫站、海城站，平均月蒸發(fā)量特征與羊胡子溝站一致，很明顯看出太子河流域各測站月最大蒸發(fā)量值均出現(xiàn)在 5 月，最小值出現(xiàn)在 1 月，呈單峰形。各測站的月蒸發(fā)量的變化趨勢曲線基本相似，2-5 月蒸發(fā)量的上升速率大于 6-10 月下降速率。各測站最大蒸發(fā)量值分別為 140.3mm （羊胡子溝站）、178.4 mm（小市站）、185.3mm（湯河水庫站）、258.2mm（海城站）。

4 蒸發(fā)量空間分布

根據(jù)太子河流域蒸發(fā)資料統(tǒng)計(jì)可以得到各站多年平均年蒸發(fā)量，結(jié)果表明：

多年平均年蒸發(fā)量最大的站點(diǎn)為海城站，為1237.90mm，其次為湯河水庫站和小市站，年蒸發(fā)量分別為 1237.90mm 和 1110.47mm，而多年平均年蒸發(fā)量最少的是羊胡子溝站，只有 953.34 mm。整體上看，多年平均年降水量測站的測值都在 950mm 以上。根據(jù)各站多年平均蒸發(fā)量值可以看出：蒸發(fā)量空間區(qū)域有差異，年蒸發(fā)量分布與地形密切相關(guān)。太子河流域的多年平均年蒸發(fā)量分布呈西南多，東北少的趨勢分布。

5 結(jié)語

太子河流域年平均蒸發(fā)量在 950～1700mm 之間，蒸發(fā)量年際間變化除湯河水庫站蒸發(fā)量有逐年上升趨勢，其它各站年蒸發(fā)量都逐漸下降，分析原因可能與湯河水庫的地理位置和周圍環(huán)境有關(guān)。年內(nèi)變化平均月最大蒸發(fā)量值出現(xiàn)在 5月，最小值出現(xiàn)在 1 月，呈單峰形，2-5 月蒸發(fā)量的上升速率大于 6-10 月下降速率。夏季平均蒸發(fā)量要高于春季，冬季蒸發(fā)量最少。從整個(gè)流域看，東部羊胡子溝站蒸發(fā)量低于西部海城，即太子河流域蒸發(fā)量由東向西遞增，蒸發(fā)梯度變化較大。

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2014-03-20