汾河上游水文氣象要素演變特征及徑流影響因素研究.pdf

1、在氣候演變和人類活動(dòng)加劇的共同影響下，河川徑流時(shí)序的時(shí)間和空間分布已發(fā)生了明顯的變化?？茖W(xué)認(rèn)知徑流的變化特征及其影響因素，能夠更好地合理開發(fā)利用水資源，同時(shí)為區(qū)域發(fā)展提供理論指導(dǎo)。本文以1956-2000年汾河上游4個(gè)水文站的徑流數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)資料，結(jié)合流域內(nèi)降水、年平均氣溫等氣象要素，利用線性回歸、累積距平法、五點(diǎn)三次滑動(dòng)曲線、Mann-Kendall趨勢(shì)分析法、有序聚類法和經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解等方法分析了徑流和氣候要素的變化特征。采用雙累積曲線

2、、交叉小波變換、小波相干和統(tǒng)計(jì)等方法，探討了人類活動(dòng)對(duì)徑流變化的貢獻(xiàn)率，分析了汾河上游徑流豐枯變化對(duì)太陽黑子活動(dòng)和厄爾尼諾現(xiàn)象的響應(yīng)，并初步研究了歸一化植被指數(shù)對(duì)徑流變化的影響，得到如下研究成果。
　?。?）在年內(nèi)，汾河上游4個(gè)水文站的徑流分布極不均勻。全年中8月徑流量最大，1月徑流量最小。徑流的四季分配中，夏季和秋季所占比例最大，春季和冬季次之。各水文站徑流的年內(nèi)分配過程呈雙峰型。
　?。?）汾河水庫站、寨上站及蘭村站徑流

3、經(jīng)歷了兩個(gè)豐枯階段：1956-1970年、1971-2000年。上靜游站徑流序列經(jīng)歷了豐-枯-豐-枯四個(gè)階段。上靜游站徑流于1967年發(fā)生突變；汾河水庫站和蘭村站徑流的突變點(diǎn)在1969年；寨上站徑流發(fā)生突變較汾河水庫站和蘭村站稍晚，突變年份在1970年。汾河上游各水文站徑流序列均存在準(zhǔn)2-4年、準(zhǔn)10年的周期變化，且45年中，各站徑流呈減少趨勢(shì)。
　　（3）在1956-2000年中，汾河上游的平均降水量為490.50mm。45年的

4、降水序列表現(xiàn)為減少趨勢(shì)且變化不顯著。降水序列于1967年發(fā)生突變并具有準(zhǔn)2-3年、準(zhǔn)10年的周期。汾河上游45年的多年年平均氣溫為9.77℃。氣溫序列呈上升趨勢(shì)且變化顯著。年平均氣溫于1993年發(fā)生突變。年平均氣溫序列呈現(xiàn)準(zhǔn)2-4年、準(zhǔn)8年和準(zhǔn)16年的周期規(guī)律。1956-2000年中，汾河上游的年蒸發(fā)量多年平均值為1735.29mm。汾河上游蒸發(fā)量減少且趨勢(shì)明顯。年蒸發(fā)量于1974年發(fā)生突變，存在準(zhǔn)2-4年、準(zhǔn)14年的波動(dòng)周期。

5、　　（4）通過相關(guān)分析、通徑分析和集對(duì)分析結(jié)論表明，汾河上游4個(gè)水文站徑流變化主要受降水變化影響，且兩者呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。年平均氣溫對(duì)徑流變化影響較弱，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。除此之外，還有其它影響因素驅(qū)動(dòng)汾河上游各站徑流演變。在突變年份前后，降水是上靜游站、汾河水庫站徑流變化的主要原因。在突變前，降水主要影響寨上站和蘭村站徑流變化。突變后，人類活動(dòng)是寨上站、蘭村站徑流變化的主要原因，降水次之。
　?。?）汾河上游4個(gè)水文站的徑流序列

6、與太陽黑子序列對(duì)比曲線呈相似性，在太陽黑子峰值年，徑流偏枯；在太陽黑子谷值年，徑流偏豐。汾河上游各水文站徑流序列的豐枯變化對(duì)于太陽黑子活動(dòng)有較好的響應(yīng)關(guān)系。通過交叉小波分析，汾河上游4個(gè)水文站徑流序列和太陽黑子相對(duì)數(shù)存在顯著的共振周期，約為8-11年，且徑流序列變化提前于太陽黑子活動(dòng)的變化。
　　（6）汾河上游4個(gè)水文站徑流序列與多變量ENSO指數(shù)(Multivariate ENSO Index,MEI)的交叉小波圖呈現(xiàn)相似性，兩