1960-2006年河北省张家口气候变化及地下水影响分析.docxVIP

1960-2006年河北省张家口气候变化及地下水影响分析 根据研究，世界平均气温从20世纪50年代的0.5u上升到5.5。20世纪90年代，中国的年平均气温比去年增加了0.68。河北省的年平均气温也有上升趋势。全国降水量的变化趋势是南涝北旱,工农业生产受到严重影响,河北省的年降水和夏季降水量均呈减少的趋势。 张家口市地处河北省西北山地,属干旱半干旱地区。多年平均降水量400mm左右,平均水资源总量21.91亿m3,人均水资源占有量不足500m3,约占全国人均水量的1/5;耕地亩均水资源占有量不足160m3。全市农业生产用水占总用水量的75%,是全国水资源紧缺地区之一。在气候变暖的大背景下,张家口水资源短缺的矛盾更加突出、干旱灾害频繁发生、农业损失加重。目前,研究气候变化和水资源评价的较多,但把气候、水资源、生态环境及农业生产布局结合在一起研究的尚不多见。因此,针对张家口坝上地区部分浅层机井干枯、地下水位下降等问题,研究气候变化及出现的一系列水资源和生态环境问题,对该地区经济的可持续发展具有重大现实意义和深远的历史意义。 1 资料及资料说明 1960-2006年气温、降水等气象资料来自张家口市气象局资料室;同期径流深、径流量采用张家口清水河水文站资料,来源于市水文勘察局;大青沟水库地下水埋深为1983-2003年,其它地下水埋深年月资料为2003-2006年,水库、湖泊等资料为1960-2004年,均来自张家口市水务局;蔬菜种植面积等资料来自张家口市农业局。 张家口河流主要水系有永定河、内陆河和清水河。本文所选水资源资料为内陆河和清水河,资料范围涵盖坝上四县及坝下大部县市,具有一定的代表性。 变化趋势分析采用计算累积距平的方法。 2 结果与分析 2.1 气候变化分析 2.1.1 年龄与累积距的变化 表1为张家口年季平均气温变化趋势和显著性检验,由表中可见,47a来,当地的年平均气温呈极显著增加趋势,平均升速为0.40℃/10a;年气温累积距平(图1)显示,气温变化表现出明显的两个阶段,1986年以前气温较低,累积距平呈明显下降,1986年后气温较高,累积距平开始上升,一直持续到2006年。 由表1和图1可见,各季气温的变化趋势不同。冬、春、秋季的气温均为明显的增加趋势,冬季平均升高速率为0.68℃/10a,春、秋季平均升速为0.43℃/10a;相应地(图1),冬季的气温累积距平变化过程与年平均气温一致,但幅度较大,说明1986年以前冬季气温更低,1986年以后冬季的升温幅度更大。春季气温从1997年以后升高的速度较快。可见,张家口年平均气温升高主要是冬季和春季引起的。 2.1.2 水总体的变化 由表2可见,47a来,张家口地区年、季降水量的变化趋势均未通过显著性检验,说明年和夏季降水总体上的变化趋势不明显;但从降水量累积距平变化过程(图2)可见,年降水量与夏季降水量一样,均有两个较明显的上升阶段,分别是:1966-1979年和1990-1996年;有两个下降阶段,分别是:1980-1989年和1997-2006年。其它季节降水量没有明显的变化。 2.2 流量分析 2.2.1 年径流与降水的关系 图3为张家口清水河1960-2006年的年径流深变化过程。由图3a可见,47a来年径流深变化幅度较大,在波动中呈显著的减少趋势,1980-1989年,由82.0mm减少到6.4mm、1996-2005年由66.9mm减少到5.0mm。年径流深距平累积图(图3b)显示,1960-1979年和1992-1998年径流深为增加阶段,1980-1991年和1997年后为减少阶段,尤其是1999年以后,径流深直线减少。说明20世纪60、70年代和90年代中期为丰水期、而20世纪80年代和20世纪末到21世纪初为枯水期。 对比图3与图2可见,河道年径流深与降水量关系密切,相关分析显示,年径流深与年降水量、夏季降水量的相关系数分别为0.59和0.62,均通过了0.001显著性检验,说明张家口清水河径流的主要补给来源是大气降水,而大气降水主要集中在夏季的6-8月,夏季降水量对河流的丰枯有决定作用。同时,分析显示,1960-2006年径流量和年降水量的变异系数分别为0.51和0.19,说明河道径流变化除受降水量的影响外,还有下垫面等其它因素的影响,径流的变化幅度大于降水;而时间上也有一定的滞后。 2.2.2 水下埋深的显著性检验 典型地区地下水埋深变化调查结果见表3和图4。图4a是尚义县大青沟水库1983-2003年年平均地下水埋深变化,可以看出,分析期内尚义县大青沟水库的地下水埋深有明显加深的趋势(通过了0.05水平的显著性检验),尤其是1996年以后加深趋势较为明显;图4b是张北县两面井2003年7月-2006年1、4、7、10月地下水埋深变化,同样