長江上游降水徑流趨勢(shì)分析

徐成漢

(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212)

自20世紀(jì)90年代以來，長江上游來水有持續(xù)偏枯的趨勢(shì)，引起了社會(huì)各界及業(yè)內(nèi)專家的極大關(guān)注。如果任由這種現(xiàn)象延續(xù)，勢(shì)必會(huì)對(duì)以三峽水利樞紐為核心的長江梯級(jí)水庫群的調(diào)度產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響三峽樞紐工程的發(fā)電、航運(yùn)、供水等綜合利用和流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。王渺林、孫甲嵐、夏軍、王艷君、許繼軍、姜彤、秦年秀等專家學(xué)者根據(jù)各自掌握的資料對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了分析，但都沒有從整個(gè)長江上游地區(qū)的降水徑流資料進(jìn)行定量分析。

為探明長江上游流域水資源量演變趨勢(shì)，我們對(duì)長江上游的金沙江流域、岷沱江流域、嘉陵江流域、宜賓至宜昌區(qū)間、烏江流域及整個(gè)長江上游全區(qū)1956-2014年長達(dá)59年的降水、徑流等水資源資料，用線性趨勢(shì)分析及Mann-kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)，定量分析人類活動(dòng)影響下長江上游流域水資源的時(shí)空變化規(guī)律，為長江上游控制性水庫優(yōu)化調(diào)度方案的編制提供依據(jù)，為整個(gè)長江流域水資源合理配置及區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 流域概況

長江發(fā)源于“世界屋脊”-青藏高原的唐古拉山脈各拉丹冬峰西南側(cè)。干流流經(jīng)青海、西藏、四川、云南、重慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海11個(gè)省、自冶區(qū)、直轄市，于崇明島注入東海。長江干流宜昌以上為上游，長4504km，流域面積100×104km2，其中直門達(dá)至宜賓稱金沙江，長3464km，宜賓至宜昌河段習(xí)稱川江，長1040km。

長江上游流域氣候分屬青藏高寒和西南熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，流域降水，除高山和青藏高原部分多降雪，大都以降雨為主，多年平均降水量250 mm～1400mm；徑流以雨水補(bǔ)給為主，地表徑流約占年徑流量的75%～80%，地下徑流約占20%～25%，還有少量冰雪融水補(bǔ)給；汛期水量占全年水量80%左右，枯季僅占20%左右；長江干流洪水具有峰高、量大，持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水量

圖1 長江上游流域1956-2014年降水量線性趨勢(shì)圖

圖2 長江上游流域降水量M-K統(tǒng)計(jì)變化圖

(1)線性回歸分析。根據(jù)長江上游流域1956-2014年合計(jì)59年降水量資料做出線性趨勢(shì)如圖1所示，其趨勢(shì)線方程為y=-0.7827x+2438.9，其中折線為年降水量變化線，直線為添加的趨勢(shì)線。長江上游流域降水量呈下降趨勢(shì)，每100年下降78.3mm，顯著性水平α取0.05的情形下，其降水量下降趨勢(shì)顯著。

(2)Mann-kendall分析。根據(jù)長江上游1956-2014年合計(jì)59年降水資料繪出Mann-kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)如圖2所示。圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值，其降水量檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z=-2.03，小于0，在α=0.05下檢驗(yàn)假設(shè)條件成立，說明長江上游降水量呈顯著下降趨勢(shì)。

2.2 徑流深

(1)線性回歸分析。根據(jù)長江上游流域1956-2014年合計(jì)59年徑流深資料做出線性趨勢(shì)如圖4所示，其趨勢(shì)線方程為y=-0.6397x+1720.5，其中折線為年徑流深變化線，斜直線為添加的趨勢(shì)線。長江上游流域徑流深呈下降趨勢(shì)，每100年下降64.0mm，顯著性水平α取0.05，其下降趨勢(shì)不顯著。

圖3 長江上游流域1956-2014年徑流深線性趨勢(shì)圖

(2)Mann-kendall分析。根據(jù)長江上游1956-2014年合計(jì)59年徑流深資料作出Mann-kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)如圖4所示，圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值。其徑流深檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z=-1.65，小于0，在α=0.05下檢驗(yàn)假設(shè)條件不成立，說明長江上游徑流深下降趨勢(shì)不顯著。

2.3 徑流系數(shù)

圖4 長江上游流域徑流深M-K統(tǒng)計(jì)變化圖

圖5 長江上游流域1956-2014年徑流系數(shù)線性趨勢(shì)圖

圖6 長江上游流域徑流系數(shù)M-K統(tǒng)計(jì)變化圖

(1)線性回歸分析。根據(jù)長江上游流域1956-2014年合計(jì)59年徑流系數(shù)資料做出線性趨勢(shì)如圖5所示，其趨勢(shì)線方程為y=-0.0003x+1.0646，其中折線為年徑流系數(shù)變化線，斜直線為添加的趨勢(shì)線。長江上游流域徑流系數(shù)基本上沒有變化，每100年下降0.03，顯著性水平α取0.05，其趨勢(shì)變化不顯著。

(2)Mannk-kendall分析。根據(jù)長江上游1956-2014年合計(jì)59年徑流系數(shù)資料作出Mann-kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)如圖6所示，圖中水平直虛線α=0.05為顯著性水平臨界值。其徑流系數(shù)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z=-0.97，小于0，在α=0.05下檢驗(yàn)假設(shè)條件不成立，說明長江上游徑流系數(shù)趨勢(shì)變化不顯著。

3 結(jié)束語

將長江上游流域1956-2014年合計(jì)59年降水、徑流資料，用線性回歸分析和Mann-kendall趨勢(shì)分析成果如表1所列。結(jié)果表明：整個(gè)長江上游流域降水系列有下降趨勢(shì)，且下降趨勢(shì)明顯；徑流深系列有下降趨勢(shì)，但趨勢(shì)不明顯；降水徑流關(guān)系基本沒有變化。由此認(rèn)為，長江上游流域徑流量的減少主要原因在于其降水量的減少，當(dāng)然也與流域大規(guī)模的水電開發(fā)、跨流域調(diào)水、用水量耗水量大幅度增加有關(guān)。

表1 長江上游流域降水、徑流趨勢(shì)檢驗(yàn)成果表

[參考文獻(xiàn)]

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