黄河源区径流特性分析
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作者: 任殿州 姚 科
摘要：通过对黄河河源区水文水资源特性和近期变化情况的分析，得出黄河河源区年平均气温呈现上升的趋势；降水量自90年代以后持续偏少，这种偏少趋势还在发展；径流因降水的影响也在持续偏枯，且幅度更大。已严重影响到整个黄河流域社会和经济的发展。
关键词：黄河；河源区；水文水资源；生态；变化规律
黄河占我国河川径流2%的有限水源，承担着本流域及下游引黄灌区9%的土地和12%的人口的供水任务，同时兼顾向流域外调水的任务。随着社会和国民经济的发展，黄河水资源的供需矛盾显得越来越突出。而黄河河源区（唐乃亥站以上流域）是黄河重要的来水地区，却受人为因素和自然灾害的影响，整个黄河上游地区环境恶化，径流大幅减少，人们生产、生活用水难以维继，水资源的短缺问题频频告急。
1水文水资源特性
1.1流域概况黄河河源区唐乃亥以上流域，介于东经95°00′～103°30′，北纬32°19′～36°08′之间，面积121 972 km2，长度1 552.40km。海拔大都在3 000m以上，巴颜喀拉山、阿尼玛卿山、岷山等山脉分布其间，众多河川、盆地、丘陵相间。海拔4 000m以上的高山顶巅，大多岩石裸露，而山麓却绿草成茵。
1.2气温、冰情河源区年平均气温大部分地区在0 ℃以下，7～8月为无霜期，基本属于寒区。年内温差较大，最大温差高达75 ℃。最高气温一般在8月，最低气温在1月。干流河道吉迈以上一般10月下旬开始流凌，并有岸冰，11月封河，次年4月下旬冰情消失；门堂-玛曲一般11月中旬开始流凌，并有岸冰，12月封河，次年3月下旬冰情消失；军功-唐乃亥河段，12月上、中旬开始流凌，并有岸冰，一般不封河，3月上、中旬冰情消失。
1.3降水、蒸发河源区气候属于典型高原大陆性高寒山地气候，水汽主要来源于印度洋孟加拉湾，受青藏高原热力及动力因素影响，天气系统呈现横切变线。由于西太平洋副高强大且少动，使青藏高原上空偏南气流明显增强。孟加拉湾暖湿气流北上时，若遇冷空气自北南下，往往形成持续性的连阴雨天气。其特点是：①降水面积大，降水区域有时可以遍及唐乃亥以上整个地区；②降水历时长，整个过程长达30d；③降水强度小，中心最大降水不足50mm；④降水过程有明显的季节性，主要在7～9月。
流域内多年平均降水量474.60mm。红原、若尔盖、玛曲及久治一带，年降水量在500～800mm之间；玛多以上、军功以下的干支流谷地为降水量较少地区，年降水量在250～400mm之间。5～10月降水量占年降水的91%。10月至次年5月为固态降水期。
流域内蒸发由于受降水量和地形地貌因素的影响，蒸发量呈现由北向南递减。其中蒸发量最大地区达2 300mm (20cm口径蒸发器)，最小1 200mm，蒸发量年内分配主要与降水、气温有关，但变幅较大。由于夏季降水相对充沛，气温较高，蒸发量大；冬季气温低，水面封冻，蒸发量较小。12月份的蒸发量占全年总量的3.30%，7月份的蒸发量占全年总量的13.20%。
1.4径流河源区径流主要来源于天然降水，另外，还与地下水和冰雪消融有关。主要集中在6～10月，径流量占全年的71%，冬季降水少且以固态降水为主，径流以地下水补给为主，12月至次年3月的径流量占全年10%黄河上游流域内径流特点随着海拔高度的变化而有所不同，黄河沿站以上流域，集水面积2.10万km2，海拔高度在4 200～5 000m之间，地势高，气候寒冷，降水量少，强度低，年降水量300 mm左右，主要集中在6～9月，流域内植被较好，同时又受到扎陵湖、鄂陵湖两湖对来水调蓄作用的影响，径流量的年内年际变化都很小，多年平均径流量8亿m3/s，占兰州以上流域年径流量2.50%。黄河沿站以下到吉迈站区间流域，降水量渐增，与黄河沿以上流域相比，降水强度虽小但降水频繁，集水面积增加1.80倍，径流量却增加了5.20倍，是黄河上游产流区之一。黄河沿至吉迈站区间径流量34亿m3/s，约占兰州以上径流量的10%。吉迈-玛曲区间，集水面积4.10万km2。多年降水量为680mm，是黄河上游降水量最丰沛的地区，单位面积产水量也最大。年径流系数为0.44，径流量为111亿m3/s，占兰州以上径流量的34%左右。
玛曲-唐乃亥区间，集水面积3.60万km2，多年降水量为460mm，虽然区间降水量减少，但由于该区间地处陡峻的峡谷，汇流集中，尤其右岸支流切木曲河和什安河，都是源出阿尼玛卿山的东北麓，有高山、冰川的融雪径流汇人，所以区间水资源较丰富，多年径流量为59亿m3/s，年径流深为171mm，年径流系数为0.36，约占兰州以上径流量的18%，黄河源区径流年内分配，呈双峰形态，且径流主要集中在夏秋两季，双峰大多在7、9两月。径流年际变化，变差系数Cv值在空间的分布是从上游到下游递减，从南向北递增，其变化范围在0.20～0.40之间。干流站吉迈、玛曲、唐乃亥站的Cv值分别为0.34、0.22和0.24。
2水资源变化情况
2.1气候变化由于全球温室效应及大气环流趋势变化影响，全球气温呈现升高的趋势，特别是2002年气候增温更加明显，而高海拔地区比低海拔地区对气候变化的反应更加敏感。在黄河河源地区，气温变化趋势与同期全国气温变化趋势基本一致，年平均气温一直呈现上升、且幅度有加快的趋势。
从日变化趋势看，日最高气温和最低气温的变化趋势存在不对称性，夜间的最低温度明显上升，而白天的最高气温变幅不大，导致气温日差值显著减小。
统计分析黄河上游6站（泽库、河南、大武、吉迈、久治、玛多）的气温，可以得出：黄河河源区气温，80年代以前一直处于相对平稳状态，80年代以后气温则明显呈现上升势态，且这种上升趋势还在发展。
2.2降水变化根据统计资料分析，源区降水90年代以前，一直在均值附近波动，但总体幅度不大，进入90年代以后，降水量便呈明显减小趋势，仅1990-2002年的13年间就有10年出现偏少的情况，且这种偏少势态在近几年有所发展，变幅更加强烈，最多偏少幅度达30%以上，但冬季降水量与多年均值相比，基本持平，由于降水量严重偏枯且这种偏枯趋势还在发展，对源区本来非常脆弱的生态环境冲击很大。
2.3下垫面的变化黄河河源地区受地理位置的影响，气候恶劣，生态脆弱，下垫面植被随海拔高度变化而变化。玛多以上地区，基本上是低高度植被，玛多以下逐渐由中、高度植被覆盖。由于海拔、气候等综合因素，决定了这种生态环境极易受外界条件的变化而失去平衡，生态环境在遭到破坏后，同样很难恢复到原来的水平。特别自90年代以来，由于降水量的大幅减少和自然因素、人为活动的影响，导致生态环境恶化，草场退化、沙化，植被覆盖度降低，湖泊、沼泽面积大幅度减少，土壤蓄水能力和含水量下降，而土壤蓄水能力和含水量下降又进一步促使环境恶化、草场退化和植被破坏，往往容易造成恶性循环。
2.4径流变化黄河河源区径流主要受降水减少影响而减少，但源区气温升高和植被破坏，蒸发量也随之增加，更加增大了这种径流偏少幅度，变幅更加剧烈。特别是最近几年，源区径流大幅减少，2001、2002年黄河河源区平均降水量513mm， 430mm，比历年均值偏少8%、23%，但年平均流量比历年均值偏少33%、48%，6～10月唐乃亥以上流域降水量390mm、299mm，比历年均值偏少12%、31%，但平均流量比历年均值偏少37.20%、51%。
3结论
通过对黄河源区水文水资源特性的分析不难发现，黄河河源地区，气温变化趋势与同期全国气温变化趋势基本一致，年平均气温一直呈现上升且上升幅度有加快的趋势。降水量严重偏枯，且这种偏枯趋势还在发展，对源区本来非常脆弱的生态环境冲击很大。特别自90年代以来，由于降水量的大幅减少和自然因素、人为活动的影响，导致生态环境恶化，草场退化、沙化，植被覆盖度降低，湖泊、沼泽面积大幅度减少，土壤蓄水能力和含水量下降，而土壤蓄水能力和含水量下降又进一步促使环境恶化，草场退化，植被破坏，往往造成恶性循环。黄河河源区径流受降水减少影响而减少，但源区气温升高和植被破坏，蒸发量也随之增加，更加增大了这种径流偏少幅度，变幅更加剧烈。水文水资源情势和生态环境已经发生了较大的改变，而黄河源区这种极其脆弱的环境，由于客观原因，往往难以在短期内得到修复。建议尽快实施抢救性保护措施，合理利用自然资源，有效控制人为破坏生态的现象，使区域性生态恶化趋势尽早得以遏制。
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