长江流域径流趋势变化及突变分析

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1、第14卷第5期长江流域资源与环境Vol.14No.52005年9月ResourcesandEnvironmentintheYangtzeBasinSep.2005文章编号:100428227(2005)0520589206长江流域径流趋势变化及突变分析1,213秦年秀,姜彤,许崇育(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.DepartmentofEarthSciences,UppsalaUniversity,Villavagen16,S275236Uppsala,Sw

2、eden)摘要:选取长江流域重要控制站宜昌、汉口和大通站,分别应用1882～2000年、1870～2000年和1950～2000年的月平均流量资料,对年代际、月径流、季节性径流的变化以及径流的变化趋势及突变进行了分析研究,并使用非参数Mann2Kendall法来检验径流的趋势变化。趋势分析表明,20世纪90年代长江流域径流呈微弱增加趋势,但不显著且地区分布不均,中上游减少,下游增加;而季节性夏季和冬季径流增加趋势明显,尤其是7月和1月径流增加最突出;更重要的是90年代汛期径流也呈现出增加趋势,汛期径流的增加在一定程度上加大了洪灾发

3、生的可能性,这可能是导致洪灾频繁的原因之一。突变分析指出,宜昌和汉口站从1926年开始径流经历了一个明显减少的变化,这与20世纪20年代初,北半球突然变暖,长江上游地区呈现降温、降水减少趋势一致。关键词:长江;径流趋势分析;突变分析;1990s文献标识码:A长江流域是我国经济最发达的地区之一,同时来长江流域径流量的变化及其演变趋势。也是我国洪涝灾害最为严重的地区。全球变暖,降1研究数据及方法水增加,近年来长江流域洪涝灾害频繁发生,造成的经济损失越发严重,已严重制约和影响了本区域经本文选取由长江水利委员会水文局提供的能代济和社会的可

4、持续发展。20世纪90年代是近千年表长江上、中、下游的宜昌(1882～2000年)、汉口来最温暖的10年,也是我国洪涝灾害高发的10年。(1870～2000年)、大通(1950～2000年)水文站的径20世纪11次大洪水中90年代就有5次。因此从流资料。其中宜昌水文站位于长江三峡的东部出各方面研究长江流域洪水形成的机制,分析长江流42口,完整地控制了长江上游100.6×10km的广大域径流的变化趋势,预测未来可能出现的大洪水,为地区;汉口水文站位于长江中游,控制流域面积长江洪水风险管理提供决策方案已显得尤为重要。42148.8×1

5、0km,流域内除了长江上游地区外,主要近年来长江大洪水高频发生,除湖泊围垦造成包括了洞庭湖和汉水流域;大通站控制流域面积蓄洪功能减弱等因素外,与全球变暖,降水增加有很42170.548×10km,控制了长江流域94.7%的流域大关系,尤其是大降水事件增多。20世纪90年代面积,流域面积较宜昌站大63.4%。(参照图1)。长江流域降水极端事件发生的频率和强度都在增主要采用非参数Mann2Kendall(以下简称M2K[1]加,1960～2001年长江流域在较大范围内年暴雨法)趋势分析及突变检验法、线性趋势分析法以及滑日数和暴雨量也都

6、呈增加趋势,夏季暴雨日数和暴动t检验法来检测径流的突变。M2K法是用来评[1,2]雨量呈增加趋势的站点明显增多。全球变暖,估气候要素时间序列趋势的检验方法,以适用范围区域气候改变,势必导致降水及其分布发生变化,也广、人为性少、定量化程度高而著称,其检验统计量必然引起流域水资源分配及其径流发生变化。本文公式是:目的是通过对能够代表整个长江的宜昌、汉口、大通水文站的径流资料进行分析研究,以便揭示近百年收稿日期:2004209206;修回日期:2004210222基金项目:国家自然科学基金项目(历史时期长江中下游平原旱涝序列时空格局与风

7、险评价No.40271112)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(长江中下游洪水孕灾环境变化、致灾机理与减灾对策,KZCX32SW2331).作者简介:秦年秀(1976～),女,广西省桂林人,硕士研究生,主要研究方向为洪水风险分析.590长江流域资源与环境第14卷的突变。M-T检验中,定义一统计量为:t=(X•1-X•2)/Sp1/n1+1/n2222Sp=[(n1-1)S1+(n2-1)S2]/(n1+n2-2)2这里Sp是联合样本方差,给出信度a,得到临界值ta,当t>ta,说明序列存在显著性差异。图1宜昌、汉口和大通站位置

8、2径流趋势分析Fig.1LocationofYychang,HankouandDatongStation2.1年代际径流变化趋势ni21近百年来长江流域上、中、下游径流表现出不同S=∑∑sign(Xi-Xj)i=2j=1的趋势变化(图2)。其中折线