嫩江流域径流演变规律及其归因分析

全球变化是目前人类社会面临的重大环境问题，既包括气候变化，也包括人类活动对环境的影响。近年来，在气候变暖和人类活动的双重影响下，流域河川径流过程发生了深刻的时空变化，其演变过程既包含确定性，同时也有强烈的随机性，导致水旱灾害频繁发生。与此相对应的是以河川径流为载体的社会、经济和环境状况发生动态改变，水生生态系统退化及其服务功能降低，直接影响水资源的开发利用和优化配置，给人类社会带来巨大的经济损失，甚至威胁人类的生命财产安全。因此，对径流变化趋势及气候变化和人类活动对水资源的影响的研究已成为社会关注和研究的热点问题。本文首先采用累积滤波器法、曼-肯德尔秩次相关检验法、R/S分析法等多种统计检验方法以及小波分析法，结合嫩江干流各气象站、水文站1956-2004年气温、降水、蒸发及径流数据，从径流变化的一般特征，变化趋势，突变特征及周期特征4个方面对嫩江流域径流演变规律进行研究。研究结果表明，径流年内分配不均匀，年际变化在整体上表现为下降趋势。径流突变点为60年代初、84年附近和90年代末。多时间尺度分析结果表明江桥站径流存在3个时间尺度的周期，分别为20-35年尺度，其尺度中心在25年附近；8-15年的时间尺度，其尺度中心在11年附近；5年左右的时间尺度。通过25年时间尺度下小波系数变化图可以初步估计流域将在2013年左右进入丰水期。其次，采用定性和定量研究相结合的方式，分析气候变化和人类活动对流域径流的影响。研究结果表明，对径流影响显著的气候因子为降水，其次为蒸发、气温。嫩江流域径流自1977年开始受到了显著的人类活动影响。河川径流对人类活动的响应程度因时间而异，1986-1997年人类活动对径流的贡献率为30.07%，1999-2004年为51.99%，1956-2004年为97.86%。整体来讲，随着时间的推移，人类活动对径流的影响有增大的趋势，而降雨对径流的影响逐渐越小。影响径流变化的因素是相当复杂的，本文在定量分析人类活动对径流量的影响时某些环节研究还不够，例如水利工程及植被覆盖等人类活动对径流量的影响等。因此，在今后的工作中加强气候变化和人类活动二者的耦合分析将成为工作重点。