近60年气候变化和人类活动对长江径流量影响的研究

发布时间：2018-01-23 08:03

  本文关键词： 气候变化 人类活动 降水量 径流量 变化趋势 长江　出处：《华东师范大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：河流是地球生态系统的命脉,也是人类文明的摇篮。径流量变化不仅事关沿江社会经济的发展,也影响海洋生态环境。受流域人类活动和气候变化的影响,世界上不少河流的径流量出现显著变化。辨识径流量的各种变化,剖析其原因,并在此基础上展望今后径流量的变化趋势,是流域综合管理的重要依据,它不仅能丰富地表系统的科学内涵,也对维持河流生命健康以及社会经济可持续发展具有重要参考价值。 本文利用1950年代以来长江流域(及其周边)共54个测站的气温、降水量和径流量数据,采用ArcGis里的空间插值方法得到长江流域及各主要分区西域(金沙江流域)、北域(岷江、嘉陵江和汉江流域)、南域(乌江、洞庭湖和鄱阳湖流域)和中域(金沙江以下干流两翼“未测区”)的年均气温和降水量序列,利用Mann-Kendall方法对年均气温、降水量和径流量序列进行趋势检验,并结合流域蒸发皿蒸发量的变化、水库修建、用水量、水土保持等资料,分析近60年长江径流量的变化特点及其主要原因。所得主要结果和结论如下： (1)气温的变化 近60年来长江流域及各区的气温呈显著上升趋势(p0.001)(本文参照panda et al.,2011,将p≤0.1定义为显著),且上升速率大于全球平均气温的上升速率。最近10年(2003-2012年)与最初10年(1956,1965年)相比,长江流域平均温度上升了0.77℃,高于同期全球气温的变暖幅度(0.60℃),但气温并非呈单调递增的趋势。1956,1984年,流域气温呈不显著下降趋势,而在1984～2012年,气温呈快速上升的趋势。各分区的气温变化有一定差异：2003～2012年与1956,1965年相比,西域气温上升1.07℃、北域上升0.85℃,中域上升0.67℃,南域上升约0.55℃,呈海拔、纬度越高,升温越明显的特点。长江流域各季温度序列的趋势变化有一定差异。冬季气温上升速率最大为0.23℃C/10a,秋季的气温上升速率为0.20℃C/10a,春季为0.19℃C/10a,夏季气温上升速率最小为0.09℃C/10a。长江流域近60年来的气温存在约4年、28年左右的周期性变化,各分区和各季节的气温周期性变化存在一定差异。 (2)降水量的变化 近60年来长江流域年降水量呈不显著的增加趋势。各分区降水量的变化趋势不同。金沙江流域降水量呈不显著增加趋势。干流以北的岷江和汉江流域降水量呈不显著减少趋势,嘉陵江流域降水量则呈不显著增加趋势。干流以南的三个支流中,两湖流域降水量呈不显著的增加趋势,而乌江流域降水量则呈不显著减少的趋势。中域降水量呈不显著增加趋势。 长江流域降水量在春季和秋季呈不显著减少趋势,夏季降水量呈显著增加趋势,冬季降水量呈不显著增加趋势。各区降水量的季节序列的趋势性变化表现各异,具体表现为：金沙江、岷江、汉江、乌江、洞庭湖流域及干流“未测区”春季降水量呈显著减少的趋势,p值分别为0.05、0.01、0.08、0.1、0.05。金沙江、岷江流域夏季降水量呈不显著下降趋势；其它区域的夏季降水量均呈增加趋势,其中南域夏季降水量增加达到显著性水平(p0.1)。秋季降水量除鄱阳湖流域呈不显著增加趋势外,其他各区均呈减少趋势,其中汉江、乌江、洞庭湖降水减少达到显著性水平(p0.1)。冬季降水量：嘉陵江流域呈不显著增加趋势,岷江和汉江流域均呈不显著减少趋势,洞庭湖、鄱阳湖流域和整个南域呈显著上升趋势。 全流域年降水量存在约8年和16年的周期性变化；各分区和各季节降水量周期性变化存在一定差异。 (3)径流量的变化 近60年长江流域年径流量呈不显著增加趋势。不同分区径流量的趋势变化存在差异。金沙江流域径流量呈不显著增加趋势,岷江流域和北域呈显著下降趋势(p=0.04和0.09),中域径流量呈显著上升趋势(p=0.08)。其它分区径流量的变化均不显著。阶段性分析结果表明,1956～1984年,乌江流域径流量呈显著增加趋势(p=0.03),1984～2012年上游径流量呈显著减少趋势(p=0.08)；其它分区和时段径流量变化均为不显著。 流域春季和夏季径流量呈不显著增加趋,冬季径流呈显著增加趋势(p0.001),秋季径流呈不显著减少趋势。长江流域上游春季径流量呈不显著增加趋势,夏季径流量呈不显著减少趋势。秋季径流呈显著减少趋势(p=0.016),冬季径流量呈显著增加趋势(p=0.008)。1-3月大通站径流量呈显著上升趋势(p0.01)；1～3月宜昌站径流量呈显著增加趋势(p=0.08)；5-12月宜昌站径流量呈减少趋势,其中10、11月份的月径流量减少达到了显著性水平(p=0.001和0.09)。 全流域(大通站)径流量存在约8年和17年的周期变化；各分区和各季节的径流量周期性变化存在一定差异。 (4)气候变化和人类活动对长江径流量的影响 近60年长江径流量的年际波动显著,降水量的年际振荡是径流量年际波动的主要原因。长江入海年径流量的变化在统计上未达到显著性水平,这是因为流域年降水量和实际蒸发量都未出现显著变化趋势。但是,流域实际蒸发量经历了自然和人类活动两方面的影响。一方面是太阳净辐射下降和风速减小等导致蒸发量下降,另一方面是气温升高、水库修建、用水增多和水土保持等引起的蒸发量上升。这两方面的影响性质相反,起到了相互抵消的效果。 近60年来,气候变化和人类活动对长江流域年径流量的影响在空间上存在一定差异。北域人均拥有水资源量最小,库容/径流量比最大,近20年来水土保持的力度最强,因而径流量受人类活动的影响最大,人类活动的影响居主导地位,径流量呈显著下降趋势,最近10年较之最初10年径流量平均下降约15%。中域的上述人类活动相对较弱,而因其地势相对较平缓、湿度较大、蒸发作用本底值较大,气候变化导致的蒸发作用减弱最明显,气候变化的影响占优,径流量呈显著上升趋势,最近10年较之最初10年径流量平均上升约9%。长江流域冬季径流量呈显著上升趋势反映了水库(特别是三峡水库)泄水引起的径流量增大,同时也与降水量的增加趋势有关。相反,秋季长江上游径流量呈显著下降趋势反映了水库(特别是三峡水库)蓄水引起的径流量减少,同时也与降水量的不显著下降趋势有关。在流域气温显著上升的背景下,降水量无显著变化趋势,蒸发量未出现上升趋势,说明气候变暖对长江径流量的趋势影响未达到显著程度。推断今后几十年气候要素仍将主导径流量的年际波动,而南水北调、新建水库、耗水增多和水土保持加强将可能使径流量出现下降趋势。
[Abstract]:The river is the lifeblood of the earth's ecosystem, is the cradle of human civilization. The change of runoff is not only related to the social economic development, also affect the marine ecological environment. Under the influence of human activity and climate change, significant changes in runoff of many rivers in the world. The identification of various runoff, analyze the causes based on the prospect of the Runoff Trend in the future, is an important basis for integrated watershed management, it can not only enrich the scientific connotation of the earth's surface, but also has important reference value for maintaining river health and sustainable development of social economy.
The Yangtze River Basin since 1950s (and around) a total of 54 stations in the air temperature, precipitation and runoff data, using spatial interpolation method in ArcGis by the Yangtze River Basin and major Western District (Jinsha River basin), the northern region (Minjiang River, Jialing River and Han River), South Region (Wujiang, Dongting Lake and Poyang Lake (Jinsha River basin) and in the following two wings "of unmeasured zone") of the annual temperature and precipitation series of annual temperature, using the Mann-Kendall method, precipitation and runoff sequence trend test, and combined with the change of basin, pan evaporation reservoir, water, soil and water conservation data changes nearly 60 years the Yangtze River Runoff Analysis and the main reasons. The main results and conclusions are as follows:
(1) changes in temperature
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本文编号：1457135