谢军健

(甘肃省水文水资源局，甘肃 兰州 730000)

气候变化引起了多种陆表过程的变化［1］，对水文过程的影响尤其显著，然而气候变化对不同地区的水文过程的影响有着较大的差异性［2］。对于我国北方大多数地区影响的结果往往是降水量减少，河川径流减少的态势［3－6］。对于深处内陆腹地的河西内陆河流域，气候变化由暖干型气候类型向暖湿型气候类型转变［7］，处于河西走廊西端的疏勒河显得更加明显［8］。进行气候变化对河流水文特性关系影响的研究，对于深入研究气候变化对区域水文过程的影响，制定水资源开发利用战略，加强水资源管理，都具有十分重要的意义。

1 研究区概况

昌马河属甘肃省河西内陆河流域西端的疏勒河水系玉门以上河段。发源于西北内陆祁连山脉西侧的岗格尔肖合力岭，与大通河、布哈河和黑河源头相邻，河源高程4 737m。河流由东南向西北穿行于讨赖南山与疏勒南山之间，两山峰终年积雪且有冰川发育。疏勒南山的最高峰宰吾吉勒峰高达5 808m，是祁连山脉的最高峰。昌马堡乡以上流域呈“羽毛状”，集水面积10 961 km2，河流穿行于狭长型山谷和山前冲积扇中(图1)，河长328.1 km。

图1 昌马河水系图

2 气象水文要素变化特征

2.1 降水量

用昌马堡水文站1956～2008年的53年水文资料分析，多年平均降水量93.5 mm，总体上呈弱增加的趋势。但是从6个10年的平均值看(表1)，上世纪50、60年代降水量均偏少，分别只有70.9 mm和80.7 mm，比均值分别偏少31.8%和15.9%;到了70和80年代降水明显增加，分别达到99.8 mm和104 mm，比均值分别增多6.32%和10.1%;90年代又有所减少，只有90.0 mm，比均值少3.89%;21世纪降水增多达到103 mm，比均值多9.06%。降水呈现出约20年的大周期性丰枯变化规律，见图2。

图2 降水量、蒸发量、输沙量及气温年代变化过程线

2.2 蒸发量

昌马河流域水面蒸发能力的时空变化趋势与降水量的时空变化趋势相反，降水量大的地方，蒸发能力较小;降水量小的地方，蒸发能力较大。多年平均蒸发能力在1 300～2 000 mm之间。随着气温的逐步升高，蒸发量总体上在逐步增大，多年平均蒸发量为1 650 mm，总体上呈逐年增加的趋势，见图2。

2.3 输沙量

昌马河发源于祁连山区西部，上游植被相对较好，侵蚀能力较弱，含沙量不大，河水所挟带的泥沙主要是由流域内降水冲刷所形成，用昌马堡现有观测资料的1956年至2008年53年的输沙量资料作对比分析，得出:输沙量的年际变化与气温的年际变化基本相似，随着气温的逐步升高，输沙量总体上在逐步增大，多年平均输沙量为340万t，最大年输沙量为1 360万t，发生在2002年，最小年输沙量为44万 t，发生在1956年，见图2。

表1 昌马河流域气候变化表

2.4 河川径流变化

昌马河的径流量主要由降水形成的地表径流、冰雪融水径流和山前冲积扇浅层地下水补给径流三个部分组成。降水形成的地表径流主要集中在5～10月，约占总补给量的71.2%，冰雪融水补给主要集中在6～9月，占总补给量的8.9%，山前冲积扇浅层地下水补给主要反映在非汛期的2～4月、11～12月以及基流中(每年的1月份)，占总补给量的19.9% 。

从年际变化来看，总体上径流是增加的趋势。上世纪50、60年代径流量相对较小，年均只有24.85m3/s;70～90年代相对平稳没有明显的上升趋势，年均为28.59m3/s;进入21世纪以来包括1999年在内的年径流量显著增加，年均达到了 40.13m3/s，比上世纪的 70～90年代增加了40.39%。见表2。

表2 疏勒河昌马以上流量变化表

多年来各类径流组份均存在着增加的趋势，但增加的幅度不尽相同。由于基流量最小绝对增幅也是最小，年均增量只有0.12m3/s，而相对增幅却是最大，达到1.92%。非汛期径流量年均增量是0.145m3/s，相对增幅仅次于基流达到1.87%。汛期径流量年均增量达到0.407m3/s，相对增幅只有1.13%，汛期径流量相对增幅是最小的。

2.5 气温

气温变化从总体上来看，上世纪60、70、80年代相对比较稳定，到90年代和21世纪出现了显著的升温变化，这与河西内陆气候从暖干气候向暖湿气候变化的推断是相同的。并且从变化趋势线来看，53年来气温升高了2.7℃，以每年0.05℃的速度升高。如果除去2001～2008年，在2000年以前的45年间气温升高了1.1℃，比 IPCC［9］提出的全球气温平均升高0.8℃还要高0.3℃。特别是进入21世纪的8年间气温快速升高，达到了6.1℃，升幅又增加了1.6℃，比上世纪后半叶增幅的2倍还要多。

3 气温变化对径流的影响

从图3降水量、蒸发量、输沙量及气温年代变化过程线上可以看出，随着气温的逐步升高，昌马河流域降水量、蒸发量、输沙量总体上都呈上升趋势，其中主要影响关系通过径流表现。主要原因是祁连山深山区多年积雪、冰川、冻土及山前深厚的冲积层对降水形成多年调节的作用，迫使大量的降水在年际间产生了产汇流的延时效应。从气温和径流的多年变化过程图上可以明显地看出，气温与径流有着良好的持续性增加的趋势。气温升高是增加融雪径流与冰川消溶径流最好的气候因素。应用线性相关分析，比较明显的是气温与非汛期径流量，相关系数0.487;其次是气温与基流，相关系数0.42;最差的是气温与年均径流量的关系，相关系数只有 0.38，见图 3。

图3 气温与径流组份关系

4 结论

疏勒河上游山区段昌马河径流量受气候变化的影响最为明显，在1956－2008年的53年间，呈现出显著的增多趋势，年径流量平均以每年0.174亿m3的速度增加。气温升高成为影响径流的主要因素，其中对基流的影响最大，使基流的增幅以每年1.92%的速度增加;其次是对非汛期径流的影响，使其以年均1.87%的增幅增加;对汛期径流的影响只有年均1.13%。

［1］秦大河.中国气候与环境演变［J］.资源环境与发展，2007(3).

［2］施雅风.气候变化对西北华北水资源的影［M］.济南:山东科学技术出版社，1995:13－135.

［3］陈利群，刘昌明.黄河源区气候和土地覆被变化对径流的影响［J］.中国环境科学 2007，27(4):559 ～565.

［4］任健美，尤莉，高建峰，等.鄂尔多斯高原近40年气候中国变化研究［J］.中国沙漠，2006，25(6):874－879

［5］林纾，陆登荣.近40年来甘肃省降水变化的基本特征［J］.高原气象.2004，23(6):898－904.

［6］刘进琪，牛最荣.内陆干旱区土地利用及覆被变化对水资源影响研究［M］.甘肃人民出版社.2009.

［7］施雅风，沈永平，李栋梁，等.中国西北地区气候由暖干向暖湿转型问题的评估［M］.北京:气象出版社，2003.

［8］宋连春，张存杰.20世纪西北地区降水量变化特征［J］.冰川冻土，2003，25(2):143－148.

［9］丁一汇，孙颖.国际气候变化研究新进展［J］.气候变化研究进展，2006，4(2):161－167.