黄河上游径流量年际变化的时空规律性初探
作者：高治定慕平宋伟华来源：www.66wen.com更新时间：2006年11月10日
上述黄河唐乃亥以上地区及长江正源和各支流源区平均海拔高程均在3000m以上，靠近各河的源区高程多在4200m～4500m以上。属青藏高原寒带半干旱、亚寒带半湿润气候区。径流补给方式主要为降水，其次为地下水及冰川融水。降水量由西北向东南递增。长江、黄河河源区年降水量均不足300mm，向东南增至700mm左右。黄河唐乃亥～兰州区间是青藏高原与黄土高原结合地带，属高原温带半干旱气候区，年降水量在400mm左右。
1黄河上游径流年际变化
表1是黄河上游各控制站及区间1960～2003年天然年径流量特征值表。可见，各站或区间最大年径流量、最小年径流量出现年份并不完全一致。反映各站年径流量变化幅度的特征指标Cv值及年最大、最小年径流量比例，随面积增加而减小。但从各区间看，还与湿润程度有关，吉迈以上吉～玛和玛～唐3区间集水面积相差不大，但以吉～玛区间较湿润，径流模数最大，年径流量变幅相对较小，年径流量Cv值最小。
表2反映了近四十年来，各年代黄河上游径流变化特点。可见，二十世纪六十年代、八十年代黄河上游处于水量偏多时期，七十年代水量持平，而九十年代水量明显偏少。但就各区间看，各年代丰、枯变化还不完全一致。如六十年代吉迈以上区间、七十年代吉～玛区间、八十年代唐～兰区间十年年径流量均值偏少，但同期其它区间均偏多。从九十年代各区间偏少程度看，唐～兰区间偏少程度最大，而吉～玛区间，偏枯程度相对最小。
为了进一步说明黄河上游近十多年来水量偏枯的情况，选择兰州站1990年以来水量最少的11年与兰州站持续11年枯水段1922～1932年径流量进行比较。由表3可见，其平均偏枯程度接近11年持续枯水段情况，而最枯年份的2002年径流量偏枯程度尚不及最枯的1928年的偏枯程度。
2长江源区及其支流源区径流与黄河上游径流相关关系
利用天气图资料分析，夏季南亚高压脊线偏北和中心位置偏东，西太平洋高压偏强西伸，青藏高原中部地区有低压槽存在是位于昆仑山、巴颜喀拉山南、北侧的黄河、长江源区夏季降水增多，径流增大的主要原因。但是，上述区域东西跨14个经度，南北跨7个纬度。因此，往往仅一山之隔的相邻流域径流年际变化具有较显著的相关性，而相隔距离较远区域之间，则相应径流相关程度显著减小。
由表4计算结果表明，从1960～1989年30年径流系列相关看，位置最西侧的通天河直门达站与最东侧的足木足站年径流量系列与黄河上游各站年径流相关系数较大，并且是相邻位置越近，相关系数越大；而位于这两条河流中间的雅砻江甘孜以上区域、鲜水河道孚以上区间，以及东侧的绰斯甲以上的绰斯甲河流域的径流量与黄河上游各站径流量相关性明显降低，特别是这3个流域中间的道孚以上区间与黄河各站相关系数最小；长江各站年径流量与黄河上游各站年径流量相关系数中，也均与兰州的相关系数最小。
表4中还列出1960～2003年44年长江流域各站年径流与黄河各站同期年径流系列相关分析，可见虽然相关系数数值有些变动，但上述分析的基本特点均保持不变。由此可见，虽然自1990年以来14年中，黄河上游径流出现持续偏枯的情况，但是从扩大至长江源区多条河流径流关系的变化看，其主要对应关系并未有改变。因此，可以认为黄河上游近十多年来径流的年际变化是大区变化规律的部分反映。
3黄河上游径流的长周期变化分析
3.1黄河上游1732～1918年径流系列插补延长方法
本次分析利用了黄河上游兰州站1732～2001年共270年径流系列进行分析。其中，兰州站自1934年起有实测径流系列。1919～1933年径流系列采用陕县实测径流插补成果，1732～1918年共183年则采用了王国安等人研究成果[１,２]。这个插补系列基本上反映了兰州站年径流变化过程。
3.2黄河上游270年径流系列的可信度分析
(1)实测系列占全部系列的25％。另外，5.6％系列由陕县实测系列插补，这两部分成果是可靠的。
(2)利用青铜峡志桩资料及实测水位(涨水尺数)流量关系插补成果105年，占全部系列的39％。这部分插补方法所依据的资料比较可靠，志桩所在地点系位于青铜峡峡谷近出口处，在水文站位置附近，断面稳定，利用实测12年水位与年径流量建立的相关关系显著，这部分成果可信度较高。
(3)有陕县志桩资料年份是利用陕县与青铜峡流量相关，用陕县志桩资料作参数进行插补。这样考虑了同期青铜峡～三门峡区间来水情况，故插补成果还是具有一定合理性，成果较可信。这部分成果共有52年，占全部的18.9％。
(4)还有31年无志桩资料年份是利用旱涝等级，参照有实测径流资料期旱涝等级与径流关系取值。这样定性上不会有出入，且这些年份在时间上为间断分布，对系列较长周期分析不会产生明显影响。这部分占11.5％。
(5)用黄河兰州与黄河中游控制站三门峡的1734～1918年插补年径流系列相关系数为0.75，而两站1934～2001年实测年径相关为0.90。这说明两段径流系列关系具有较好的一致性。
因此，从上述5个方面看，插补的黄河上游兰州270年系列具有一定可信度，用其作一些规律性变化分析是可行的。
3.3周期分析
利用谱分析方法分析了黄河上游兰州270年径流量系列。结果表明，满足显著性检验标准(α＝0.05)的周期有135年、22.5年、9年、4.5年、3.6年、3.1年周期。
（图1略）
图1是黄河上游兰州站1732～2003年年径流系列及四次拟合曲线。可见，存在2个明显波动。从二十世纪九十年代看，黄河上游处于第二个波动的开始下降段。根据这个分析就不难理解，从九十年代初开始的黄河上游持续偏枯情况，是黄河上游径流长周期变化的结果。如再按这个长周期外延，从二十一世纪开始的20～30年间黄河上游水量还可能处于偏少的阶段。
4结论
从扩展的空间、时间范围看，二十世纪九十年代至今黄河上游径流的年际变化应视为区域性径流变化的一个组成部分，也是本地区径流长期演变的客观反映，而将其看作为特殊的、异常性的变化，并非合适。
参考文献
[１]王国安等：黄河青铜峡站1732-1918年径流系列建立的研究，治黄老科技工作者科研成果报告选，水利部黄河水利委员会老科技工作者协会，1997年7月
[２]王国安等：黄河三门峡1470-1918年径流系列建立研究报告，治黄老科技工作者科研成果报告选，水利部黄河水利委员会老科技工作者协会，1995年1月来源：《黄河规划设计》2005年第2期
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