近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究

第１８卷第２期

２００７年３月水科学进展ＡＤＶＡＮＣＥＳＩＮＷＡＴＥＲＳＣＩＥＮＣＥＶ０１．１８．Ｎｏ．２Ｍａｒ．．２００７

近５０年来中国六大流域年际径流变化趋势研究

张建云１’３，章四龙２，王金星２，李

３．南京水利科学研究院，江苏南京２ｌ００２９）岩２１０００５３；（１．水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京２１００２９；２．水利部水文局，北京

摘要：应用１９５０年以来的中国六大流域１９个重点控制水文站年径流观测资料，采用ＭＫ检验方法研究了中国六大

江河的年径流量变化情况。结果表明，近５０年来中国六大江河的实测径流量均呈下降趋势。其中海河、黄河、辽

河、松花江实测径流量下降明显，严重影响了我国社会经济的发展。

关键词：气候变化；径流量；年际变化；ＭＫ趋势分析

中图分类号：Ｔｖｌ２１．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１．６７９ｌ（２０ａｒ７）０２．０２３０．０５

当今世界，人类的发展与进步始终面临着人口膨胀、资源短缺和环境恶化三大问题的严重挑战。这三大问题均与水资源有着密切的关系。我国以占全球约６％的可更新水资源、９％的耕地，支持了占全球２２％人口的温饱和经济发展。但是，我们必须看到，自１９８０年以来，特别是近十年，中国的水资源问题日益突出，黄河断流、华北地区连续多年干旱等等，这些问题及其导致的有关社会事件已经引起了政府决策部门和公众的广泛关注。因此，研究中国大江大河年际径流的变化趋势，对分析气候变化对中国水文水资源的影响，提高气候变化影响的认识、探讨流域综合开发利用、开展建设节约型节水社会等都具有十分重大的意义。

１中国大江大河过去５０多年径流变化及趋势研究

本文选取了中国六大江河的１９个重点控制水文站近５０年的实测径流资料，分析了中国六大流域径流变化特征。并采用了Ｍａｎｎ．Ｋｅｎｄａｌｌ（简称ＭＫ）非参数检验方法检验了各站点的径流变化趋势。研究结果表明：近５０年来，中国水文循环发生了较明显的变化，六大江河的实测径流量整体上呈下降趋势。其中，海河、黄河、辽河、松花江实测径流量下降明显；淮河、松花江、珠江、长江也有不同程度的小幅下降；长江中下游、淮河上游和嫩江在２０世纪９０年代多次发生大洪水，故其１９８０年以后多年平均径流量略呈增加趋势。各站１９５０年以来的径流量见表１。

表１全国大江大河重点控制站多年径流量统计

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收稿日期：２００６．０７．２５：修订日期：２００６．１０．２５

基金项目：国家“十五”科技攻关资助项目（２００４．ＢＡ６１ｌＢ．０２一０４）作者简介：张建云（１９５７一），男，江苏沛县人，教授，博士，主要从事水文水资源研究。Ｅ．ｍａｉⅡ：ｊｙｚｈａｎｇ＠ｒ“”．ｇｏｖ．ｃｎ

第２期张建云等：近５０年来中国六大流域年际径流变化趋势研究２３ｌ注：全系列指１９５０一２００４年贤料系列；１９８０年以前指１９５０—１９７９年；１９８０年以后指１９８０—２００４年。

１．１ＭａＩｌｎ．Ｋｅｎｄａｌｌ统计检验方法

Ｍａｎｎ—Ｋｅｎｄａｌｌ统计检验方法是一种非参数统计检验方法。非参数检验方法亦称无分布检验，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，更适用于类型变量和顺序变量，计算也比较简便。由于最初由ＭａｒＩｎ和Ｋｅｎｄａｄｌ提出了原理并发展了这一方法，故称其为Ｍａｎｎ．Ｋｅｎｄａｌｌ统计检验法。

对于具有ｎ个样本量的时间序列名，构造一秩序列：

上

ｓＩ＝∑ｎ

式中（蠡＝２，３，４，Ａ，ｎ）（１）ｎ＝｛Ｊ１喜盂＞＿ｃＪ＝ ，２，＾，ｉ，

，

可见，秩序列．ｓ＾是第￡时刻数值大于＿『时刻数值个数的累计数。

．在时间序列随机独立的假定下，定义统计量：

式中咿Ｉ＝０；Ｅ（瓯）、Ｖａｒ（ｓＩ）是累计数ＩｓＩ的均值和方差，在茗ｌ，菇２，Ａ，戈。相互独立，且有相同连续分布时，呱＝渊沁１’２“儿）（２）它们可由下式算出：

Ｅ（ｓ々）：巫等业（３）

（４）ｖａ，（ｓ女）：止生祟堡盟

卯：为标准正态分布，它是按时间序列并顺序髫。，算２，Ａ，戈。计算出的统计量序列，给定显著性水平ａ，查正态分布表，若ＩⅦ‘ｌ＞玑，则表明序列存在明显的趋势变化。

按时间序列戈逆序戈。，菇。一ｌ，以，戈１，再重复上述过程，同时使晒Ｉ＝一卯Ｉ，七＝ｎ，ｎ一１，Ａ，１，馏ｌ＝００

分析绘出的眠和晒Ｉ曲线图。若淑ｋ或ⅧＩ的值大于ｏ，则表明序列呈上升趋势，小于０则表明呈下降趋势。当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著。若超过显著性ａ＝０．０５的临界值，则说明发生突变的几率很大。

１．２松辽流域片径流变化及趋势研究松辽流域片主要选择了嫩江的江桥、松花江的哈尔滨及辽河的铁岭等水文站进行径流变化及趋势研究。实

２３２水科学进展第１８卷测径流量变化分析结果表明：江桥站每１０年递减率为１．７％；哈尔滨站每１０年递减率为３．１％；铁岭站每１０年递减率为８．３％。

对各站年均系列的删趋势分析表明：江桥站从１９６０年开始就出现径流减少的趋势，平均燃值为一１．７４（低于显著性口：０．０５的临界值一１．９６），特别是１９７４—１９８７年，径流减少趋势比较明显，平均的胀值为～２．９３，远远超过显著性ａ＝０．０５的临界值；哈尔滨站也是从１９６０年开始就出现径流减少的趋势，平均胍值为一１．９８（略超过显著性口＝０．０５的临界值一１．９６），特别是１９６８一１９８７年和近几年，径流减少趋势比较明显，平均的脒值为一２．６３，远远超过显著性ａ＝０．０５的临界值；铁岭站从１９５０年后期就开始出现径流减少的趋势，特别是从１９６９年以来，径流减少的趋势明显，超过了显著性口＝０．０５的临界值，平均燃值达到一３．２６。各站均值系列的胍趋势变化过程见图ｌ。

１．３海河流域片径流变化及趋势研究

海河流域片主要选择了漳河的观台、桑干河的石匣里、洋河的响水堡、潮河的下会、白河的张家坟等水文站进行径流变化及趋势研究。实测径流量变化分析结果表明：观台、石匣里、响水堡、下会、张家坟等站每１０年递减率依次为２０．０％、１６．８％、１３．１％、０．２％和１４．０％。虽然下会站每ｌＯ年递减率只有Ｏ．２％，但是该站１９８０年以后平均径流量和１９８０年以前的径流量比较，足足减少了约４０％。

对各站年均系列的艇趋势分析表明：观台、石匣里、响水堡和张家坟１９６０年均开始出现径流量持续减少的趋势，平均的懈值分别为一３．６２、一４．８４、一３．２６和一３．０４，均大大超过了口＝Ｏ．０５的显著性水平，特别是从１９７０年开始趋势值就突破了显著性口＝０．０５的临界值；下会站１９８０年开始出现了减少的趋势，但直到近两年才突破显著性口＝Ｏ．０５的临界值，其肷值达到一２．３。各站均值系列的胍趋势变化过程见图２。蓦◆

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ｔｉｏｎｓｉｎｆｏｒａｎｎｕａｌ图２海河流域片各站年均径流系列删趋势变化过程图Ｆｉｇ．２ｆｏｒＭｅ龃ｍ１１０Ⅱｔｒｅｎｄｆｏｒｋｅｙｓｔａ—ＭｅａＩＩ蛐ｎｕａｌｍｎｏｆｆ骶ｎｄｆｏｒｋｅｙｓｔａ－ｓｏｎ班ａｏＲｉｖｅｒＢ踮ｉｎｔｉｏｎｓｉｎＨａｉＲｉｖｅｒＢａｓｉｎ

１．４黄河流域径流变化及趋势研究

黄河流域主要选择了黄河干流上、中、下游的唐乃亥、花园口、利津等水文站进行径流变化及趋势研究。实测径流量变化分析结果表明：唐乃亥、花园口、利津等站每１０年递减率依次为４．７％、９．２％和１４．１％。特别是花园口和利津两水文站，１９８０年以后平均径流量和１９８０年以前的平均径流量相比较，平均减少了３３％和５５％。从以上数字可以看出，黄河流域上游来水的减少不是很多，但是由于中下游人类活动和沿程用水的大幅度增加，以及气候变化等因素的影响，致使黄河中下游河流的径流量急剧减少。

对各站年均系列的肷趋势分析表明：黄河上游唐乃亥站１９９７年以前径流量均呈现正增长的趋势，１９９７年以后趋势变为负增长，且逐步下降，１９９７年以后平均脒值为一０．６５；中游花园口站从１９７０年就开始出现了减少的趋势，但是到１９９０年以前，其艇的平均值为一１．５６，从１９９０年以来，出现了持续的急剧减少的趋势，平均的肷值为一３．８５；下游利津站从１９６９年开始出现了持续的减少趋势，于１９７７年突破显著性口＝０．０５的临界值，平均的掀值为一４．１４。各站均值系列的懈趋势变化过程见图３。

第２期张建云等：近５０年来中国六大流域年际径流变化趋势研究２３３１．５淮河流域径流变化及趋势研究

淮河流域主要选择了王家坝和吴家渡等水文站进行径流变化及趋势研究。实测径流量变化分析结果表明：王家坝、吴家渡等站每１０年递减率依次为６．１％和７．７％。

对各站年均系列的懈趋势分析表明：淮河上游王家坝站在１９６０—１９８０年中期和２０世纪９０年代中后期都出现了径流量减少的趋势；淮河中游吴家渡站从２０世纪５０年代就出现了径流量减少的趋势，但是均没有突破显著性口＝０．０５的临界值。各站均值系列的麟趋势变化过程见图４。

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图４淮河流域各站年均径流系列胍趋势变化过程图

Ｒｇ，４ｓｌａ—图３黄河流域各站年均径流系列肷趋势变化过程图Ｆｊｇ．３Ｍａｎｎ．Ｋ胁ｄａｌ】Ｉｅｓｔｆｏｒ跏ｕａｌＭｅａｎ叫ｌ罐吮ｎｄｆｏｒｋｅｙＭ肌ｎ－ＫｅｎｄａｌｌｔｅｓｔｆｏｒＭ船ｎａｎｎｕａｌｎｌｎ罐ｔｒｅｎｄｆｏｒｋｅｙｓｔａ—

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１．６长江流域径流变化及趋势研究

长江流域主要选择了长江干流上、中、下游的宜昌、汉口和大通等水文站进行径流变化及趋势研究。实测径流量变化分析结果表明：上、中游宜昌和汉口站每１０年递减率依次为０．７０％和０．２ｌ％；下游大通站每１０年增加了０．４８％。

对各站年均系列的懈趋势分析表明：上游宜昌站从１９７０年代开始出现减少的趋势；中游汉口站从１９５６—１９９８年的掀值都处在负增长的趋势上，从１９９９年开始，出现了正增长的趋势；下游大通站从１９５６—１９９５年的麟值都处在负增长的趋势上，从１９９８年开始出现了持续的正增长趋势。以上的变化趋势均没有超过显著性口＝０．０５的临界值。各站均值系列的肷趋势变化过程见图５。

１．７珠江及闽江流域片径流变化及趋势研究

珠江及闽江流域片主要选择了西江的梧州、北江的石角和闽江的竹歧等水文站进行径流变化及趋势研究。实测径流量变化分析结果表明：西江梧州、北江石角、闽江竹歧站１９８０年以来（１９８０—２００４年）的多年平均径流量比１９８０年以前（１９５０一１９７９年）的多年平均径流量分别减少了２．２％、０．９％和０．９％。

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图５

Ｆｊｇ．５长江流域各站年均径流系列胍趋势变化过程图Ｍ彻ｎ－Ｋｅｎｄａｌｌｌ鹤ｔｆｏｒ竖罂一Ｍｅａｎ跏ｕａｌｍｎｏⅡ眦ｎｄｆｏｒｋｅｙ佩一厄弩弧．八．｝骤翟叮Ｖ．——梧州一九一石角６珠江及闽江流域片各站年均径流系列胍趋势变化过程图Ｆｉｇ．６Ｍａｎｎ．Ｋｅｎｄａｌｌ

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２３４水科学进展第１８卷对各站年均系列的胍趋势分析表明：各站大部分时间的径流变化趋势均低于显著性ａ＝０．０５的临界值，只有局部年份的负增长趋势超过了显著性口＝０．０５的临界值。各站均值系列的删趋势变化过程见图６。

２结论和讨论

（１）从各站多年均值比较可以看出，近５０年以来，特别是１９８０年以来，中国六大江河的径流量都出现了不同程度的减少。其中海河流域减少明显，全流域１９８０年以来的径流量与１９８０年以前相比减少了４—７成，严重威胁到这个区域人类的生产生活；由于人类活动和气候变化的共同影响，黄河中下游地区径流量减少非常明显，使得黄河中下游水资源综合管理面临更加严峻的挑战。

（２）黄河流域上游和长江流域上游人类活动影响较少的地区出现了径流量减少的趋势，说明气候变化已经对这些区域的河川径流产生了一定的影响。

（３）从各站的脒趋势变化研究可以看出，中国大江大河径流年际变化大，大部分重点站都出现了径流下降的趋势，特别是海河流域和黄河中下游地区，其减少趋势远远超过了０．０５的显著性检验水平。

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