蒲 强

水作为人类赖以生存的重要资源，对社会经济的发展有着不可替代的作用。但是，尽管我国水资源较为丰富，但是人均占有量却偏少，加上我国水资源还存在污染、浪费等问题，就导致我国水资源在实际分配上不够均匀，尤其在西北地区这一问题更加明显。博斯腾湖流域作为东南部曾经最大的淡水湖泊，拥有着调控河水、浇灌农田、满足城乡和工业用水的重要作用，对南疆地区而言有着较为重要的地位。基于此，对博斯腾湖流域夏半年面雨量和气温时空分布特征，及其对径流的影响进行分析就很有必要。

1 面雨量的计算方法

1.1 实测值估算方法

这种方法主要是利用已知区域内的实际测量数据，来推理得到想要获得地域内的数据，比较常用的方法包含了算术平均法、等雨量线法、泰森多边形法等。其中，算数平均法比较简单可行，但适用性较低，只能应用在面积下、地形起伏小等特点的流域；等雨量线法尽管准确度较高，但实际操作起来较为繁琐，并且需要较大的人力来进行分析，针对日常业务计算来讲更加复杂；泰森多边形法因为对所有雨量站都进行了充分考虑，所以与算术平均法相比较，更加科学合理，而且还拥有着高准确度，所以其应用就比较广泛[1]。

1.2 遥感相关方法

这种方法就是通过卫星、雷达等探测设备获取的资料来估算降水。这些探测设备拥有着连续性、高空间分辨率、范围广等显著特征。这也在很大程度上弥补了地表观察站点不足的问题。但是，因为设备自身存在一定的误差，所以估算的降水量就还要经过实际勘测资料校正以后才能和实际测量数据相吻合[2]。利用卫星、雷达等所使用的降水估算方式，都是通过雷达数据与地表观察站点所获取的实际测量数据进行融合，并把实际测量到的降水与相对应的雷达演示的降水比率合成曲面图。

1.3 数值模式预报方法

随着科学技术的快速发展，数值模式预报已经在预报业务中获得了广泛应用，是日常预报中较为关键的参考依据。目前，在我国预报业务中，T213、MM5等模式都已经得到普遍应用。通过相关研究现实，这些模式在东北、华北、西部等地区的降水过程中，都具备着非常可观的预报能力。

2 博斯腾湖流域气温和降水时空分布特征

2.1 博斯腾湖流域气温时空分布特征

在对流层当中，气温就会随着海拔的增加而逐渐降低，造成这种现象出现的主要原因就是，由于在对流层当中，距离地面越近所获取的热能量就越多，而且空气温度在上升过程中主要是靠吸收地表上的长波辐射。所以，距离地面越近温度就越高，而距离地面越远温度就会越低。空气温度的变化也与固体、杂质、水汽等因素息息相关，固体、杂质、水汽等因素越多，吸收地面辐射的功能就会越强，所以在距离地表较近时，可以吸收地面辐射的物质就越多，这样温度就会越高，反之温度就会越低[3]。依据相关资料显示，在对流层中增加100 m高度，空气温度就会下降0.6℃左右，空气温度会随着高度上升而呈现明显的递减趋势。近几年，随着RegCM3模式参数化方案的模拟与应用，能够有效模拟出流域气候的空间分布特征，特别是针对博斯腾湖流域空气温度的模拟结果更好。这种模式可以模拟出波斯腾流域2010年～2015年每个月平均气候温度的变化情况，每个月所获得模拟数值与实际测量数值的系数分别是0.9、0.81、0.7、0.79、0.7，而存在的平均误差则为 3.82℃、1.81℃、0.69℃、0.66℃、1.26℃，这就呈现出了模拟的效果较好，而且误差偏小。同时，这种模式在流域夏半年降水总量变化的模拟上存在较大优势，模拟得到的数值与实际测量数值之间系数在0.8左右。但是值得注意的是，在年变化趋势上模拟数值与实际测量数值存在较大差异时，平均误差能够达到35%～40%，而且针对月尺度降水量变化的模拟能力较差。另外，气温会在5月份出现增长，在7月份会达到最高[4]。在这样的情况下，盆地区域的气温的变化还不是特别明显，特别是盆地内部中心地带的气温就在20～30℃之间。

2.2 博斯腾湖流域降水空间分布特征

通过相关研究可以确定的就是，博斯腾湖每个月的流域降水空间分布，从整体趋势来看是从北到南递减状态。而且每个月降水总量中的最大数值处于流域北边的高山区域，而偏小数值则在流域东南边的平原区域，其拥有着较为重要的两个降水中心。但从每个月的宏观降水量来看，通过相关模型模拟的估算数值和实际降水量存在较大差异，特别是在流域北边海拔偏高区域，降水量场值要比实际的降水量低很多，造成这种现象的原因是因为流域北边山区海拔的起伏性较大，导致降水量的增加[5]。另外，每个月降水在空间分布上还是存在较大差异，其主要表现在了降水量月变化趋势之上。例如，7月份降水数值最大，则最大数值就是59 mm，最小值就是20 mm，而9月份的降水值最小，其最大数值就是24.7 mm左右，仅为7月份的40%左右。这也与流域的实际情况相同，流域内降水空间分布特征就是呈现出了单峰型状态，较为集中的降水月份就在5～9月之间，其中6、7、9月水汽来源最为充沛，导致降水量增加。

3 博斯腾湖流域夏半年面雨量和气温对径流的影响分析

在博斯腾湖流域中，开都河流域位于博斯腾湖流域的上游，其不仅仅是生态环境建设、农业生产、发电与用水补给的重要水源，还是博斯腾湖天然调节的主要源泉。所以其径流量变化就对博斯腾湖有着直接影响。而且计算得到的面雨量和径流量之间能够保持较好的相同性，系数差值在0.92，可以实现0.01的显著水平，但还存在的一定的偏差，面雨量变化会比径流变化快，这一点在8月尤为突出，面雨量在发生快速下降时，径流量的减少却较慢，这也是因为径流量延迟所造成的，流域雨量的出水口在流域的下方，所以径流汇聚还需要较长时间。通过相关公式计算可以确定的是，气温和雨量在同时增加的情况下，径流就会增加，反之气温与雨量减少时，径流就会减少；雨量与气温呈现出不同变化时，对径流造成的影响程度也不同；而流域面雨量没有发生变化时，平均气温上升或下降1℃，径流可能就会增加或下降35%左右；在气候温度不变时，面雨量增加了50%时，径流只会增加3%左右。

4 影响夏半年月径流量逐年变化的因素分析

因为每一年的径流量变化都存在很大差异，所以按照每年夏半年峰值所处月份把影响径流的特点和机制分成三种类型。第一种类型就是主导因子和径流之间有着较好的关联性，如2011年夏半年径流量最大，但气温同比平均值为负，净水量则达到平均最大值；第二种类型指对径流造成较大影响的因素为降雨量，如径流变化最大峰值在8月份，这是因为降雨因素所造成的，而气温与9月份相比却没有大幅度变化；第三种类型也就是对博斯腾湖流域径流造成直接影响的为气温，如博斯腾湖流域径流在5月份会出现上升形成一个谷值，这是由于5月平均气温大于2℃，因此就会出现较大的融雪径流量。在受到地形变化所造成的影响，起伏地形下计算的降水量的最大数值就要超出前期估算数值很多，尤其是在流域之上的高海拔山区表现更加明显，这也反映出了海拔对引发降水量增加的影响，所以就要将海拔当成引发降水量增加的重要因素之一。但是，在起伏地形下博斯腾湖流域所拥有的降水量最小数值，在通常情况下都小于背景场地的计算数值，这主要是由两个原因造成，一是因为盆地局部地形存在较小的起伏情况，海拔所引发的降水增长量较小；二是因为降水背景场地计算是将凝结水汽全部降落作为基础来进行假设的，而实际水汽是不可能全部发生降落的，所以就导致盆地区域内空间分布数值要小于背景场地数值。在分析2010年～2015年降水和气温对径流造成影响的相关系数，可以确定2011年降雨及气温与径流之间有着较好的相关性，其影响系数在0.7左右；2012～2015年降雨及气温与径流之间的影响系数均在0.7以下。基于此，我们能够确定的是气温对径流的影响，比降水量对径流造成的影响要大。

5 结束语

随着全球变暖趋势的日益严重，全球气候和环境都出现了较大变化，已经成了人类目前所面临的严重挑战。在这样的背景下，如何保证我国西北地区的自然生态环境，为社会建设和经济发展奠定坚实基础，就是所有研究学者所关注的重要课题。因此，针对博斯腾湖流域夏半年面雨量和气温时空分布特征及其对径流的影响展开全面分析，对我国西北地区的水资源开发利用，就有着十分重要的现实意义。

[1]王润，Ernst Giese，高前兆.近期博斯腾湖水位变化及其原因分析[J].冰川冻土，2003，25(1):60-64.

[2]孙占东，Christian Opp，王润，等.博斯腾湖流域山区地表径流对近期气候变化的响应[J].山地学报，2010，28(2):206-211.

[3]陈喜，吴敬禄，王玲.人工神经网络模型预测气候变化对博斯腾湖流域径流影响[J].湖泊科学，2005，17(3):207-212.

[4]骆超，武胜利.新疆博斯腾湖流域气温降水变化特征分析[J].吉林:北华大学学报（自然科学版）.2013(08):472-475.

[5]毕雪丽.新疆博斯腾湖流域气候变化及地表径流响应[J].上海:华东师范大学.2012(04):73.