近40年阿克苏河流域径流变化特征及影响因素研究

      中图分类号 P343.1;X522文献标识码 A文章编号 1002-2104(2006)-03-0082-06

      近几十年来，温度升高，气候变暖，水循环加快，导致降水、河川地表径流和洪水的增加，引起了国内外专家学者和全社会的普遍关注。世界政府间气候变化专门委员会(IPCC)1996年报告称，气候变化由于降水的增加导致了高纬度地区的径流增加，尤其是融雪径流洪水的增加[1]。施雅风等人[2]提出了1987年以来西北地区的气候从暖干向暖湿转型，降水、冰川消融量和径流量连续多年增加，导致了湖泊水位显著上升，洪水灾害猛烈增加，出现了气候转向暖湿的强劲信号。近年来，阿克苏河流域内降水和气温均呈上升趋势，冰川融雪量增加，以冰雪融水补给阿克苏河流域山区径流量显著增加，气温升高对径流量的影响高于降水量增加的影响[3,4]。阿克苏河流域是塔里木河的主要产流区，所以保护流域生态环境，充分利用和合理配置及优化有限水资源成为当今社会生存和发展的当务之急；为此，系统研究阿克苏河流域的径流变化规律及其对气候变化和人类活动响应更显示出尤为重要的意义。

      1 流域概况

      阿克苏河流域位于新疆维吾尔自治区西部、吉尔吉斯斯坦共和国东部及哈萨克斯坦共和国东南部地区，范围介于75°35′～80°59′E，40°17′～42°27′N之间，流域面积约 5.6×10[4]km[2]，其中国内面积3.7×10[4]km[2]，国外面积 1.9×10[4]km[2]。阿克苏河流域国内主要辖克孜勒苏柯尔克孜自治州的阿合奇县、阿克苏地区的柯坪县、乌什县、温宿县、阿瓦提县、阿克苏市及阿拉尔市部分地区。阿克苏河是天山南坡径流最大的河流，托什干河和昆马力克河是其主要支流。托什干河从河源至昆马力克河汇合口全长 457km，其上游在吉尔吉斯斯坦境内长140km，沙里桂兰克水文站以上集水面积1.84×10[4]km[2]，其中吉尔吉斯斯坦境内集水面积8170km[2]，我国境内1.023×10[4]km[2]。昆马力克河发源于吉尔吉斯斯坦，从河源至托什干河汇合口全长293km，在吉、哈国境内河长105km，控制站协合拉水文站以上集水面积12816km[2]，在吉哈国内集水面积10510km[2]，我国境内集水面积2306km[2]，占总集水面积的80%（见图1）[3,4]。

      

      图1 阿克苏河流域水系图

      Fig.1 Stream system of the Aksu River Basin

      阿克苏流域地表水资源量为78.6×10[8]m[3]，其中国外来水47.8×10[8]m[3]，国内来水量23.95×10[8]m[3]，还原水量 0.85×10[8]m[3]，无控制区径流量5.99×10[8]m[3]，流出流域水量 32.7×10[8]m[3]。流域地势西北高、东南低，水汽主要来源于西风环流。降水量时空分布极不均匀，从地区分布上讲，从东向西递减，山区大于平原和盆地。从时间分布上讲，季节变化较大，夏季降水量较大，占年降水量的70%左右；年际变化也较大，最大年降水量是最小年降水量的4倍。流域天然陆地蒸发量为93.7×10[8]m[3]，干旱指数为11.2[5]。

      2 资料及分析方法

      阿克苏河流域有阿合奇、柯坪、阿瓦提、乌什、温宿、阿克苏、阿拉尔等7个主要气象台站；有从高山到平原的契恰尔、沙里桂兰克、协合拉、西大桥、台兰、阿拉尔（属于塔里木河流域的起点，但主要由阿克苏河来水组成，本文选用参考）等6个具有代表性的水文站点。本文选用1961- 2000年近40a的气温、降水、冻土深度等逐月资料及年蒸发量资料；同时还有从上世纪50年代初或中期建站起到 90年代中期（沙里桂兰克站到2002年，台兰站到2000年，契恰尔站1987年建站，时间短，资料少，选做参考）径流逐月实测资料，资料平均年限为42.6年。本文采用线性回归分析的方法，分析20世纪下半期阿克苏河流域径流变化特征及其与气候变化的关系，同时分析人类活动对径流变化的影响作用。

      3 径流变化及规律

      3.1 径流的年际变化

      阿克苏河流域径流主要来源于山区的冰川融水和大气降水，由于阿克苏河流域内降水和气温均呈上升趋势，冰川融雪量增加，以冰雪融水补给阿克苏河流域山区径流量显著增加。图2是阿克苏河流域主要站历年径流变化情况，从图中可以看出，沙里桂兰克、协合拉、西大桥多年平均径流呈明显的增加趋势，台兰河径流量历年来较小，径流变化也不大，而塔里木河源头阿拉尔站径流呈减少趋势，其主要原因是汇于阿拉尔站的和田河与叶尔羌河径流逐年减少。从建站开始到60年代末各代表站的径流都略有增加，70年代至80年代末是径流减少的时期，但减少量不大，进入90年代各站的径流增加显著，其主要原因是进入90年代后，气温升高显著，同时降水也增加，气温的升高导致冰川融雪量增加及蒸发的加大。沙里桂兰克站年径流最大出现在1999年，为38.4×10[8]m[3]；1997年是协合拉站年径流最大的年份，径流为70.0×10[8]m[3]；而西大桥站的最大年径流为90.3×10[8]m[3]，出现在1957年。经计算，年最大径流与年最小径流差别比较大，平均相差2倍以上。