青海湖水位变化特征分析

2019-05-08王忠武白林祁维秀

科学与技术 2019年19期

王忠武　白林　祁维秀

摘要：本文利用1961～2015年青海湖气象资料和水文资料，对青海湖水位变化特征进行分析。结果表明：青海湖水位呈现显著的下降趋势，但从2004年开始连续上升在2004年发生了突变，且2012年水位增幅最大相对前一年上升35.6 cm;青海湖年内水位主要呈现出四个阶段：湖水位相对稳定期、湖水位上升期、湖水位下降期、湖水位由相对稳定期向上升期和由下降期向相对稳定期进行过渡;降水量、蒸发量和径流量是青海湖水位变化的影响因子，其中湖面蒸发量对湖水位的影响最大，其次是湖面降水，之后是入湖径流量。

关键词：青海湖;水位变化;影响因子;特征

1.研究区概况

青海湖位于青海省西北部的青海湖盆地内，由祁连山的大通山、日月山与青海南山之间的断层陷落形成，属高原大陆性气候，湖区全年日照时数大部分都在3000小时以上，湖区东部和南部气温稍高，年均温在1.1～0.3℃之间;西部和北部稍低，年均温在-0.8～0.6℃之间，区全年降水量偏少。

2、研究资料和方法

本文气象资料包括1961～2015年逐月降水量、蒸发量，水文资料包括1961～2015年青海湖湖水位和径流量监测资料。利用线性趋势法和 Mann-Kendall趋势检验法研究青海湖水位的变化趋势;利用 Mann-Kendall突变检测法和累积距平法研究近55年青海湖水位的突变情况.

3、青海湖水位变化特征

3.1年际变化

如图1（a）所示为1961～2015年青海湖水位逐年变化特征，从图中可以看出，从1961年开始往后，青海湖水位呈现出逐年下降的趋势，变化倾向率为-0.5m/10a（P <0.01），减少趋势极为显著。其中青海湖水位的最大值出现在1961年，高达3194.08m，最小值则出现在2004年，只有3192.87mm，两者之间相差1.21m。在1961～2004年的这段时间内，青海湖水位连续43年持续下降，且下降幅度较为明显，变化倾向率为-0.762m/10a;从2004年往后又上涨到3194.44m，水位共上涨了1.57m。青海湖水位从2004年开始连续12年上升，其变化倾向率为1.437m/10a（P <0.01），其中2013、2014、2015年的水位数值均超过了多年平均值，也是近55年连续上升时间持续最长的一次，其中2012年的水位增幅最大，相较于前一年上升了0.356m（图1b）。结合青海湖水位差可以看出，从2005年开始青海湖水位差均以正值为主，说明每年的水位都在增长且超过了前一年。另外，结合青海湖水位差的M-K突变结果可以看出，从2004年开始湖水位开始持续上升，并在当年水位发生了从下降到上升的突变。

3.2月际变化

可以将青海湖水位年内变化划分为四个阶段：第一阶段为1～4月，湖水位相对稳定，此时湖面结冰、水温低、蒸发量小，水量收支基本平衡;第二阶段为6～8月，湖水位上升，降水量、河川径流量比较大，补给量大于蒸发量;第三阶段为10～12月，湖水位下降，上游河流补给逐渐下降，降水量减少，补给量小于湖面蒸发量;第四阶段为5月、9月，湖水位由相对稳定期向上升期和由下降期向相对稳定期进行过渡。

4、青海湖水位变化的影响因子

4.1降水量

从1961年以来，青海湖降水量呈现出波动上升的趋势，1961～1990年，除了极个别年份的降水量较大外，大部分年份的降水量均在400mm以下，而从1995年往后，青海湖降水量逐年增加，有多个年份的降水量在400mm以上，说明降水量增加幅度较大，多年平均降水量为369.49mm，每年平均降水量增加1.37mm。

4.2蒸发量

1961～2015年青海湖湖面蒸发量呈现出逐年增加的趋势，变化倾向率为4.36mm/10a。在1961～1979年和2005～2015年的这两个时间段内，青海湖湖面蒸发量快速增加，而在1979～1989年和1991～1999年这段时间内，青海湖湖面蒸发量则快速下降。与此同时，每次蒸发量的上升或下降都是持续性，即使中间出现波动，但不是太剧烈，整体仍旧呈现出连续变化，可能是湖水调节作用造成的。

4.3径流量

1961～2015年，青海湖流域年平均入湖流量呈现出微弱的增加趋势，平均每年增加0.11亿立方米，而总体湖水量却在减少，说明湖面蒸发量要远远高于入湖径流的补给。1961～1980年，入湖径流量快速下降，同期青海湖水位的下降幅度增加，1981～1990年，入湖径流量快速增加，湖面蒸发量下降速度较快，此时湖水位下降幅度减缓，并逐渐回升，从1996年往后，径流量则持续增加。

分析入湖流量、湖面降水量和蒸发量与青海湖水位之间的关系，建立了如下回归模型：