巴音布魯克山區(qū)人工增水效果評價

刁鵬 張瑋煊 楊述勇

摘要 ? ?利用1982—2017年5—9月大山口水文資料及巴音布魯克氣象站氣象資料，分析與巴音布魯克山區(qū)降水密切相關的徑流量、降水量以及相對濕潤指數等指標，對巴音布魯克山區(qū)人工增水業(yè)務進行效果評價。結果表明，在人工增水時期，開都河流域有90%概率月均徑流量增量為3.01 m3/s，增率為1.62%，統(tǒng)計顯著性水平0.000 1;山區(qū)月均降水量增率為2.78%，顯著性水平0.023 3;隨著年際變化，巴音布魯克山區(qū)相對濕潤度指數總體呈增長趨勢，且在人工增水時期，干旱程度取得了明顯緩解。

關鍵詞 ? ?人工增水;統(tǒng)計檢驗;徑流;降水;相對濕潤度指數

中圖分類號 ? ?P48 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）23-0189-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

新疆地處中國西部干旱地區(qū)，氣候干燥，年降水量少，其農業(yè)生產主要靠河水灌溉。水資源的一個顯著特點是依賴山區(qū)大氣降水，山地降水占全區(qū)降水總量的84.3%[1]，山地降水是河水補給的重要來源。為了更合理地發(fā)展建設新疆，眾多學者對如何更好利用新疆水資源的研究從未停止，也取得了一定成果[2-10]。魏文壽等[11]對準噶爾盆地的氣候與荒漠環(huán)境進行分析研究指出，為改善干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境、有效調整山地資源利用，建立山地—綠洲—沙漠三者之間的物質平衡關系;龔家棟[12]、高前兆[13]等也給出，降水是干旱區(qū)所有形式的地表水和地下水體的根本補給源;王文輝[14]、張家鳳[15]等對開都河—孔雀河流域的研究分析，指出隨著人們生產生活，流域徑流量呈減少趨勢，應積極提高水資源的利用率。因此，要進一步改善生態(tài)環(huán)境、增加河流徑流、緩解水資源短缺、改善城市污染和防災減災等，選擇流域源頭區(qū)域，大力開發(fā)山區(qū)云水資源，系統(tǒng)地在山區(qū)開展人工增水成為一條有效途徑?；诖?，本文選擇巴音布魯克山區(qū)為研究區(qū)，擬利用研究區(qū)1984—2017年5—9月的長期連續(xù)的河流、降水量及濕潤度等資料，對山區(qū)開展人工增水前后效果檢驗，從而直觀地體現人工增水對山區(qū)云水資源的具體利用成效。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?研究區(qū)概況

巴音布魯克山區(qū)位于巴州和靜縣西北部天山中段南麓，海拔高度在2 400～2 800 m，面積約2.3萬km2，由大小珠勒圖斯2個高位山間盆地和山區(qū)丘陵草場組成，屬高寒盆地。盆地東西長270 km，南北寬136 km，其間有眾多的支流，形成了大量的沼澤草地和湖泊，這些河流最終都匯入開都河，東南流入到博斯騰湖。

1.2 ? ?資料來源

選用基層水文站大山口水文觀測站和國家基本氣象站巴音布魯克氣象站1982—2017年5—9月的數據資料，通過篩選去除缺測的數據記錄，對與降水密切相關的的月均徑流量、月均降水量、濕潤度等進行統(tǒng)計分析。在統(tǒng)計分析時，將1982—1993年作為非播云的歷史期，而1994—2017年作為播云的作業(yè)期。

1.3 ? ?統(tǒng)計檢驗方法

由于研究區(qū)無適當的參照對比區(qū)，為避免誤差，選用歷史序列統(tǒng)計法[16]，即將統(tǒng)計變量的歷史期平均值作為作業(yè)期的自然期待值，再與作業(yè)期實測值比較，確定效果。效果檢驗主要包括差值的顯著性檢驗和效果的區(qū)間估計。在歷史樣本正態(tài)分布條件下，作業(yè)期實測值與期待值差值的顯著性采用2個樣本平均值之差的t-檢驗（單邊檢驗）。計算公式如下：

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?月均降水量為統(tǒng)計變量的檢驗

按照氣候學對降水量級劃分的一般標準，從圖1（a）得出，1982—2017年，共出現降水偏多和特多5年，占總年數的13.9%;出現降水偏少6年，占總年數的16.7%;降水在正常范圍的有25年，占總年數的69.4%。其中降水特多年發(fā)生在1999年，降水偏多年發(fā)生在1994年、2002年、2010年、2016年，均發(fā)生在1994年及以后，而降水偏少年有2/3的次數出現在1994年以前，其中1985年只有多年降水量均值的67.86%，為1982—2017年時間段最干旱的一年。根據圖1（b）可得，歷史期平均距平值為-0.18 mm，正距平年數為3年，負距平年數為9年，正負比值為0.33;作業(yè)期平均距平值為0.09 mm，正距平年數為16年，負距平年數為8年，正負比值為2，表明1982—2017年巴音布魯克山區(qū)降水總體是由偏少轉向偏多。由上述可知，隨著人工增水業(yè)務的開展，研究區(qū)降水量呈逐步上漲趨勢，表明人工增水時期，降水量顯著增長。

作業(yè)期間月均降水量顯著增加，統(tǒng)計顯著性水平達到α≈0.023 3;90%概率的增量和增率分別為0.05 mm和2.78%。進一步說明人工增水作業(yè)有助于降水量的增加。

2.2 ? ?月均徑流量為統(tǒng)計變量的檢驗