滕州市近50年水资源气候特征分析

张美玲 陈昭玉 夏云海

摘要根据滕州市1956~2005年的气象资料,分析了腾州市近50年水资源的基本特征、变化趋势、阶段性和突变特征。结果发现:近50年来,滕州年及夏季水资源呈显著减少趋势,水资源变化有明显的阶段性和年代际变化特征,丰枯期交替变化。1976年发生年水资源偏丰向偏枯的气候突变,突变后年水资源平均值减少了39%。通过相关分析发现,水资源与降水量和蒸发量具有显著正相关性。

关键词水资源;气候特征;山东腾州

中图分类号P468.0+24文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)14-0265-02

滕州市是鲁南地区重要的工业和农业基地之一,经济发达,水资源需求相当大,而且还在不断增加,但水资源的供需矛盾日趋严重,已经成为制约经济持续发展的主要因素。了解滕州市水资源的气候特征及其发展趋势,对保持经济发展和稳定都具有重要意义。

1资料与方法

利用滕州市1956~2005年月平均气温及月降水量资料,用高桥浩一郎公式[1]计算并分析了滕州市水资源50年来变化特征。

目前常用的气象水文变化趋势分析方法有线性回归、累积距平以及Mann-Kendall检验法、滑动t检验[2]等。在水文气象序列中使用非参数检验方法比使用参数检验方法在非正态分布的数据和检验中更为适合。

2结果与分析

2.1水资源的基本气候特征

滕州市1956~2005年水资源特征量如表1所示。可以看出,滕州市近50年水资源年平均值为275.4mm;极大值为737.4mm,出现在1957年;极小值为37.5 mm,出现在2002年,极差达到699.9mm。从各季水资源来看,夏秋季水资源与年水资源显著相关,特别是夏季水资源与年水资源相关系数高达0.942,达到极显著水平。夏季水资源最丰富,占全年的73%;秋季次之,占全年的14%;春季第3,占全年的10%;冬季最少,占全年的3%。变差系数以冬季最大,秋季次之,春季第3,夏季最小。

2.2水资源年及四季变化趋势分析

近50年来滕州市年水资源呈显著减少趋势(图1、表2),气候倾向率为-33.0mm/10a。MK统计量高达-3.187,达到0.002的显著水平。从各季来看,春、秋、冬季水资源变化趋势并不显著,只有夏季水资源呈极显著减少趋势,气候倾向率为-34.3mm/10a。

2.3水资源的阶段性变化及突变分析

累积距平曲线(图2)显示年水资源变化有明显的阶段性,丰枯期交替变化,大体经历了3个丰水期和2个枯水期:1956~1975年是丰水期,正距平年占60%,正距平平均值达到199.0mm,负距平平均值仅为-91.1mm;1976~1990年是枯水期,负距平年占93%;1991~1993年是第2个丰水期,正距平年占68%;1994~2002年是第2个枯水期,负距平年占100%,持续9年;2003~2005年是第3个丰水期,正距平年占100%,持续3年。

用滑动t检验对滕州年水资源进行突变分析发现,年水资源在9～16年的气候变化尺度上,均有显著水平超过0.01的年份,对比分析发现,当n1=n2=16时,突变最为显著,突变点为1976年,显著水平达到0.003。突变前1956～1975年年水资源平均值为358.3mm,突变后1976～2005年平均值为220.1mm,减少了39%。

2.4水资源的年代际变化特征

腾州市1956~2005年水资源距平值的年代际变化如表3所示。可以看出,年及夏季水资源距平变化是极为一致的:20世纪50年代后期至70年代均为正距平,20世纪80~90年代为负距平,2001~2005年为正距平。春季及冬季水资源基本接近正负交替变化,秋季水资源除20世纪60年代为正距平外,其余年代均为负距平。

2.5影响水资源的气候因子

影响水资源的主要气候因子有降水量、蒸发量、平均气温等。通过相关分析发现(表4),影响水资源最显著的因子为降水量,两者呈正相关,年及四季相关系数均达到了0.001的极显著水平;其次是蒸发量,两者也呈正相关,年及四季相关系数均达到了0.05的显著水平,其中春、秋、冬3季达到了0.001的极显著水平;平均气温对水资源的影响相对较小,两者相关系数未通过显著性检验。

3结论

(1)近50年来滕州年水资源平均值为275.4mm,四季中夏季水资源最丰富,占全年的73%。年及夏季水资源呈显著减小趋势,气候倾向率分别为-33.0mm/10a、-34.3mm/10a。

(2)年水资源变化有明显的阶段性,丰枯期交替变化,可分为3个丰水期和2个枯水期。1976年发生由年水资源偏丰向偏枯的气候突变,突变后年水资源平均值减少了39%。年及夏季水资源具有极为一致的年代际变化特征。

(3)通过相关分析发现,年及各季水资源与降水量及蒸发量均具有显著正相关,与平均气温相关不显著。

(4)相关分析还发现,作为对滕州市水资源负贡献的蒸发量与其也有相关性,这说明降水量大,蒸发量也大,但仍抵消不了降水量的正贡献,决定各季水资源变化的主要因素是降水量的多寡。

4参考文献

[1] 高绍凤,陈万隆,朱超群,等.应用气候学[M].北京:气象出版社,2001.

[2] 丁裕国,江志红.气象数据时间序列信号处理[M].北京:气象出版社,1998.