Scientia Geographica Sinica 2013 , 33 (2): 216-222 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2013.02.216

Orginal Article

塔里木河流域径流量周期特征及其影响因素

孙鹏¹^,²^,, 张强¹^,²^,, 白云岗³, 张江辉³, 陈晓宏¹^,²

1.中山大学水资源与环境系,广东广州 510275
2. 中山大学华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室,广东广州 510275
3. 新疆水利水电科学研究院, 新疆乌鲁木齐830049

Periodic Properties of Runoff Changes of the Tarim River Basin: Possible Causes and Implications

SUN Peng¹^,²^,, ZHANG Qiang¹^,²^,, BAI Yun-gang³, ZHANG Jiang-hui³, CHEN Xiao-hong¹^,²

1. Department of Water Resources and Environment, Sun Yat-sen University, Guangzhou, Guangdong 510275, China
2. Guangdong University Key Laboratory of Water Cycle and Security in South China, Sun Yat-sen University, Guangzhou, Guangdong 510275, China
3. Xinjiang Research Institute of Water Resources and Hydropower, Urumqi, Xinjiang 830049, China

中图分类号: F512.2

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690(2013)02-0216-07

通讯作者: 张强（1974-）,教授。E-mail: zhangq68@mail.sysu.edu.cn张强（1974-）,教授。E-mail: zhangq68@mail.sysu.edu.cn

收稿日期: 2012-01-8

修回日期: 2012-05-18

网络出版日期: 2013-02-20

基金资助: 水利部公益项目(201001066)、新疆自治区科技攻关项目(200931105)、国家自然科学基金项目（4107102050839005）与新世纪优秀人才支持计划资助

作者简介:

作者简介：孙鹏（1986-）,男,山东青岛人,博士研究生,主要从事区域水文循环与水资源演变的研究工作。E-mail：sun68peng@163.com

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摘要

采用交叉小波变换与小波相干方法分析了塔里木河流域近40 a来年径流量、年降水量和年平均温度的周期特征,结果表明：塔河流域年径流量、年降水量和年均温度存在2.0~6.0 a左右的显著周期变化,除卡群站年径流量周期变化不显著,其余水文站的年径流量周期强烈震荡主要分布于20世纪60年代中后期至70年代以及90年代以后;各站年降水量的显著周期主要分布于20世纪80年代以后;年均气温显著周期主要分布于20世纪60年代中后期至70年代。同古孜洛克和卡群的径流量显著周期变化主要受和田和莎车降水量的影响;沙里桂兰克1965~1968的径流量显著周期主要是阿合齐气温周期显著变化引起的,20世纪90年代以后阿合齐降水量成为影响径流量周期变化的主要因素;大山口的年径流量周期变化受降水量和气温的共同影响。阿拉尔径流量的周期变化在20世纪70年代主要受源流降水量显著周期变化。由于人口和耕地面积的迅速增加,源流区用水量增加,20世纪90年代以后降水量的周期变化没有引起阿拉尔径流量的周期变化。

关键词： 交叉小波 ; 小波相干 ; 周期特征 ; 塔里木河流域

Abstract

Annual runoff, annual precipitation and annual mean temperature at five hydrological stations and meteorological stations located in the Tarim River Basin are analyzed using the continuous wavelet transform, cross wavelet and wavelet coherence techniques. The results indicate that: 1) annual runoff, annual precipitation and annual mean temperature changes are of 2-4 years periods. Besides Kaqun station, the significant wavelet spectrum of runoff fluctuations is observed mainly during mid 1960s to 1970s and 1990s. However, the significant wavelet spectrum of precipitation and temperature fluctuations in all stations respectively are detected mainly in the after 1980s and late 1960s to 1970s. 2) Periodicity properties of runoff changes in Tongguziluoke and Kaqun stations are mainly due to precipitation variations. While Periodicity of runoff significantly changes in Shaliguilanke station are caused by temperature change in 1965-1968, but caused by precipitation after 1990s. Precipitation and temperature are together impact periodicity of runoff changes in Dashankou station. However, Periodicity of runoff significantly changes in Alaer station are influenced by precipitation. Because the population and cultivation area are notable increase which lead consumption of water to increase. The increasing precipitation not lead to the periodicity of runoff significantly changes after 1990.

Keywords： cross wavelet ; wavelet coherence ; periodic properties ; the Tarim River Basin

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孙鹏, 张强, 白云岗, 张江辉, 陈晓宏. 塔里木河流域径流量周期特征及其影响因素[J]. , 2013, 33(2): 216-222 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2013.02.216

SUN Peng, ZHANG Qiang, BAI Yun-gang, ZHANG Jiang-hui, CHEN Xiao-hong. Periodic Properties of Runoff Changes of the Tarim River Basin: Possible Causes and Implications[J]. Scientia Geographica Sinica, 2013, 33(2): 216-222 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2013.02.216

气候变化对人类生存环境产生的影响已经引起各国的高度重视,学者在此做了大量的探索和研究^[1~3]。施雅风^[4,5]提出了中国西北地区气候由暖干向暖湿转型的可能;徐贵青等研究新疆气温趋势变化,揭示了该区在1980年以后气温增加显著^[6]。塔里木河流域（以下简称塔河）地处大陆西部,远离水汽源地,加之高山阻挡,降水稀少,是典型的干旱半干旱地区。流域内是典型的灌溉农业区^[7]。该流域是中国长绒棉的主要产区,是中国最大的植棉基地,也是国家重要的能源基地,水资源不足严重影响当地生活和社会经济生产,因此塔河流域的气候变化与水资源的响应研究备受关注^[8~11]。这些研究对于科学的理解、研究塔河流域水资源演变和气候变化提供科学依据。但是前人的研究主要注重趋势研究或者变量之间线性关系研究,对于各变量的周期变化以及相关显著周期的研究不多。应用小波分析在气候因素和降水量的研究中,得到很多有意义的结果^[12,13]。基于此,本文在系统搜集水库和灌区等数据的基础上,利用连续小波变化和交叉小波变化对塔河流域的年径流量、年降水量和年平均温度的周期变化以及相关显著周期进行研究,以揭示流域气候变化和人类活动对径流量周期变化的影响,以期为当地社会经济与生态系统和谐发展,区域水资源合理开发利用以及农业生产提供相关的科学依据。

1 数据

本文选取塔里木河流域的主要水文控制站（同古孜洛克、卡群、沙里桂兰克、大山口和阿拉尔）长序列年径流量资料（来源于塔里木河流域管理局）,主要气象站（和田、莎车、阿合齐、巴音布鲁克和阿拉尔）长序列年降水量和年平均温度资料（简称年均温）（来源于国家气象中心）。年径流量、年降水量以及年平均温度部分天数数据缺失,缺失资料不超过样本的1%,具有一定的代表性。本文选取该数据的前后天的平均值作为该天的变量。水文站点和水文站所属流域内的代表气象站点见表1。为了研究降水量和气温对径流量的影响,本文对和田河、叶尔羌河、阿克苏河、开都河和塔河干流分别对应的水文站和气象站的年径流量、年降水量、年均温的相关显著周期变化进行研究。为了进一步的评价水库、灌区等人类活动对流域年径流量、年降水量、年均温的影响,收集了流域内的大型水库的库容、位置等数据,水库的详细信息见图1。大中型水库和灌区的位置等资料来源于新疆通志^[14]。

表1 水文站和气象站的数据详细信息

Table 1 Detail information of the hydrological and meteorological stations

水文站名	气象站名	纬度	经度	所属流域	起止时间（年）
同古孜洛克	和田	37°08′N	79°56′E	和田河	1962~2006
卡群	莎车	38°16′N	77°16′E	叶尔羌河	1962~2006
沙里桂兰克	阿合齐	40°56′N	78°27′E	阿克苏河	1957~2006
大山口	巴音布鲁克	43°02′N	84°09′E	开都河	1972~2008
阿拉尔	阿拉尔	40°03′N	81°16′E	塔里木河干流	1959~2008

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图1 塔里木河流域水文站、气象站、主要水库以及灌区地理位置

Fig. 1 Location of the Tarim River, hydrological stations, meteorological stations, water reservoirs and irrigation areas in the Tarim River Basin

2 研究方法

本文采用Morlet小波作为基小波^[15]分析塔里木河流域的年径流量、年降水量和年均温,湿季（4~9月）和干季（10月至次年3月）各变量的周期变化特征,通过交叉小波变换和小波相干谱的分析,进一步揭示年径流量、年降水量和年均温的响应机制及反馈特征。

2.1 交叉小波变换

交叉小波变换是从多时间尺度来研究两个时间序列在时频域中的相互关系,是将小波变换与交叉谱分析相结合的一种新的信号分析技术^[16]。设给定的两个时间序列X和Y的交叉小波变换分别是W_X(S)、W_Y(S),则两个时间序列的交叉小波谱为 $\begin{matrix} W_{n}^{XY} (s) = W_{n}^{X} (s) W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix} \begin{matrix} ( \end{matrix} \begin{matrix} W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix}$ 是 $\begin{matrix} W_{n}^{Y} (s) \end{matrix}$ 的复共轭）,对应交叉小波功率谱密度 $\begin{matrix} |W_{n}^{XY} (s)| \end{matrix}$ 值越大,表明两者具有共同的高能量区,彼此相关性显著。运用红色噪音标准谱对连续交叉小波功率谱进行显著性检验^[17],以显著性水平α=0.05下的红色噪音标准谱的检验。

2.2 小波相干谱

小波相干谱的显著性检验采用Monte Carlo方法。

3 结果与分析

3.1 同古孜洛克径流、降水和年均温的周期特征

由图2a~c可知：同古孜洛克的年径流量变化在1974~1981年主要以3.3~4.4 a为显著周期（超过95%的置信度水平,下文同）,年降水量和年均温在1981~1993年、1967~1972年的显著周期分别是3.7~6.2 a和2.1~2.6 a。在1973~1979年和1987~1993年,年径流量与年降水量小波功率谱的高能量区存在4.4~5.2 a、3.9~5.5 a的周期,年径流量与年降水量的小波交叉功率谱通过了显著性水平α=0.05下的红色噪音标准谱的检验,年径流量与年降水量相关显著。年降水量与年均温在1970~1974年存在2.1~2.8 a的周期;年均温与年降水量在20世纪70年代和90年代分布着2~4 a的显著周期（图2d~f）。在1969~1974年和1989~1997年,年均温与年径流量在低能量区存在着2.1~4.4 a、3.7~4.4 a显著周期变化,但是周期变化没有通过红色噪音标准谱的显著检验,变化不显著（图2g~i）。

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图2 同古孜洛克站-和田站周期特征谱:径流量（a）、降水量（b）、年均温（c）的小波功率谱;径流量-降水量（d）、降水量-年均温（e）、年均温-径流量（f）的交叉小波功率谱;径流量-降水量（g）、降水量-年均温（h）、年均温-径流量（i）的小波相干谱

Fig. 2 Periodic properties of spectrum in Tongguziluoke and Hetian: wavelet power spectrum of runoff（a）, precipitation（b） and temperature（c）; cross-wavelet power spectrum(d-f) and wavelet coherency spectrum between runoff, precipitation and temperature(g-i)

3.2 卡群站径流、降水和年均温的周期特征

卡群站年降水量在1993~1998年以2.5~3.5 a为显著周期,同时在1980~1998年有以4.1~6.2 a为显著的长周期;年均温周期在1971~1973年有2 a左右的显著周期,年径流量周期变化不显著（图3a~c）。虽然年径流量的周期变化不显著,但是年径流量与年降水量相关显著周期在1977~1990年、1990~1997年是4.9~5.2 a、2.2~5.2 a,显著周期出现时间与年降水量周期变化比较吻合;年降水量和年径流量与年均温的相关显著周期分别在1971~1974年、1992~1997年为2.1~2.8 a、2.9~4.9 a（图3e~g）。图3g~i表明：在低能量区,年径流量与年降水量在1972~1977年、1992~1996年显著周期是2.0~2.9 a、2.0~3.5 a,其中叠加4.4~6.6 a、6.2~8.3 a的显著周期,年降水量和年径流量与年均温的相关显著周期基本跟前者相同,年降水量和年径流量与年均温在1983~1987年、1988~1997年叠加2.1~2.6 a、3.3~4.9 a的显著周期变化。

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图3 卡群站-莎车站周期特征谱:径流量（a）、降水量（b）、年均温（c）的小波功率谱;径流量-降水量（d）、降水量-年均温（e）、年均温-径流量（f）的交叉小波功率谱;径流量-降水量（g）、降水量-年均温（h）、年均温-径流量（i）的小波相干谱

Fig. 3 Periodic properties of spectrum in Kaqun and Shache stations: wavelet power spectrum of runoff（a）, precipitation（b） and temperature（c）; cross-wavelet power spectrum (d-f) and wavelet coherency spectrum between runoff, precipitation and temperature(g-i)

3.3 沙里桂兰克站径流、降水和年均温的周期特征

由图4a~c可知,年径流量在1965~1968、1993~2003存在2.2~2.8 a、2.9~4.9 a的显著周期;年降水量2.1~2.4 a、2.2~2.9 a的显著周期主要在1972~1974年、1995~2000年;年均温的2.5~2.9 a,2.1~2.5 a的显著周期变化主要集中在1964~1966年和1972~1974年。在高能量区,年径流量与年降水量在1995~2001年的相关显著周期为2.2~3.7 a,其中叠加4.4~4.9 a的显著周期;年降水量与年均温的2.0~2.6 a显著周期变化主要分布在1970~1976年,其中年降水量与年均温在1973~1983年叠加7.8~9.8 a的显著周期;年均温和年径流量在1963~1969年和1993~1999年分别存在2.3~2.9 a和3.3~4.4 a相关显著周期变化（图4d~f）。交叉小波相干谱揭示年径流量与年降水量在1963~1980年为3.5~5.5 a的显著周期;年降水量与年均温在1971~1977年的显著周期为2~2.9 a,其中在1968~1992年叠加7.8~13.1 a的高周期;年径流量与年均温在1990~2001年显著周期为3.1~4.9 a（图4g~i）。

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图4 沙里桂兰克站-阿合齐站周期特征谱:径流量（a）、降水量（b）、年均温（c）的小波功率谱;径流量-降水量（d）、降水量-年均温（e）、年均温-径流量(f)的交叉小波功率谱;径流量-降水量（g）、降水量-年均温（h）、年均温-径流量(i)的小波相干谱

Fig. 4 Periodic properties of spectrum in Shaliguilanke and Aheqi stations: wavelet power spectrum of runoff（a）, precipitation（b） and temperature（c）; cross-wavelet power spectrum (d-f) and wavelet coherency spectrum between runoff, precipitation and temperature (g-i)

3.4 大山口站径流、降水和年均温的周期特征

大山口年径流量在1991~2004年的显著周期为2.0~3.3 a;年降水量在1991~2002年为2.2~3.1 a显著周期变化,同时在1998~1999叠加6.2~7.0 a的显著周期变化。年均温在1993~2003为3.5~5.5 a的显著周期,其周期变化和时间分布与沙里桂兰克变化基本一致（图4a~c、图5a~c）。与之对应,各相关显著周期主要分布在1990年以后（图d~i）,具体是：年径流量与年降水量在1991~2004年存在2.0~3.3 a的相关显著周期,同时在低能量区存在2.0~7.0 a的显著周期变化（图5d、g）;降水量与年均温在1998~2002年相关显著周期为2.1~3.3 a,同时叠加有4.1~7.0 a的相关显著周期,在低能量区存在2.0~4.9 a的相关显著周期变化（图5e、h）;年径流量和年均温在1998~2003年的相关显著周期为2.0~3.2 a,在低能量区的显著强度大于高能量区（图5f、i）。

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图5 大山口站-巴音布鲁克站周期特征谱:径流量（a）、降水量（b）、年均温（c）的小波功率谱;径流量-降水量（d）、降水量-年均温（e）、年均温-径流量（f）的交叉小波功率谱;径流量-降水量（g）、降水量-年均温（h）、年均温-径流量（i）的小波相干谱

Fig. 5 Periodic properties of spectrum in Dashankou and Bayinbuluke stations: wavelet power spectrum of runoff（a）, precipitation（b） and temperature（c）; cross-wavelet power spectrum (d-f) and wavelet coherency spectrum between runoff, precipitation and temperature(g-i)

3.5 阿拉尔站站径流、降水和年均温的周期特征

阿拉尔站周期变化与大山口站周期变化相异（图5、6）,阿拉尔的年径流量在1971~1979年的显著周期为3.3~4.4 a;年降水量在1972~1977年的显著周期为2.3~3.1a,同时在1967~1996年叠加有4.4~6.6 a的显著周期;年均温在1966~1972的显著周期为2.1~5.5 a（图6a~c）。年径流量与年降水量交叉小波谱在1971~1980年的相关显著周期为2.2~4.1 a,其在低能量区并没有检测到显著周期变化（图6d、g）;年降水量与年均温在1966~1974的相关显著周期为2.5~4.8 a,在低能量区的相关显著周期在1999~2004年为2.1~3.1 a;年径流量与年均温在1967~1974年的相关显著周期为2~4.3 a,在低能量区同时存在1989~1995年的显著周期3.1~4.4 a。

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图6 阿拉尔站周期特征谱:（a-c）径流量（a）、降水量（b）、年均温（c）的小波功率谱;径流量-降水量（d）、降水量-年均温（e）、年均温-径流量（f）的交叉小波功率谱;径流量-降水量（g）、降水量-年均温（h）、年均温-径流量（i）的小波相干谱

Fig. 6 Periodic properties of spectrum in Alaer station: wavelet power spectrum of runoff（a）, precipitation（b） and temperature（c）; cross-wavelet power spectrum (d-f) and wavelet coherency spectrum between runoff, precipitation and temperature (g-i)

4 讨论与结论

4.1 讨论

塔河流域主要源流（阿克苏河、叶尔羌河、和田河和开都河）的径流量主要来源于降水和冰雪融水^[8,9,18],因此降水量和气温变化是影响河流径流变化的主要因素。1980年以后,同古孜洛克的年径流量与年降水量的相关显著强度大于气温与降水量的显著性,降水量对径流量的变化贡献较大。虽然卡群年径流量的周期变化不显著,但是年径流量与年降水量相关显著周期分布在1977~1997年,年均温与年径流量的相关显著周期范围不大,降水量对叶尔羌河径流量变化的贡献要大于气温对年径流量变化的贡献。

沙里桂兰克年径流量和阿合齐年降水量在20世纪90年代的周期显著变化,年降水量和年均温在90年代后期与年径流量的周期相关性显著,年降水量和年均温的变化共同影响年径流量的显著周期变化;年径流量与年均温在1965~1968年的周期相关性显著,而年径流量与年降水量在此时间段周期相关性不显著,因此年径流量在1965~1968年的显著周期主要是气温的周期显著变化引起的。巴音布鲁克气象站是山区气象站,其年降水量和年均温在1990年以后周期变化显著,大山口的年径流量在1991年以后周期变化显著,但是强度没有年降水量和年均温大。大山口的年径流量与巴音布鲁克的年降水量和年均温在1991~2004年高能量区的周期相关性显著,在低能量区降水量对径流量的周期显著性影响更强。高鑫等得到1990年以后冰川融水对河流径流量的贡献明显加大^[18],巴音布鲁克地区20世纪80年代降水减少,90年代后增加幅度较大。因此1991~1998年的年降水量是影响径流量周期变化的主要因素,1998年以后径流量受降水量和年均温的共同影响。

阿拉尔站的年径流量、年降水量和年均温与沙里桂兰克、大山口变化不一样,阿拉尔的显著周期变化主要集中在20世纪60年代中期至70年代中期,阿拉尔径流量与年降水量和年均温的相关性显著周期也主要集中在这一时期;80年代以后降水量的显著周期变化并没有引起径流量的周期显著变化。阿拉尔站的径流量主要来源于阿克苏河、和田河和叶尔羌河,塔河4条源流出山口多年平均径流量为224.9×10⁹m³,2001年4条源流出山口天然径流量为266.9×10⁹m³,出山口径流量的增加不但没有增加阿拉尔的年径流量,阿拉尔年径流量以年均0.2×10⁹m³流量减少^[19]。塔河流域土地增加经历3个时期,分别是1949~1960年增加44.88×10⁴hm²,1963~1978年增加26.46×10⁴hm²,1990~2008年增加68.75×10⁴hm^{2 [20]},塔里木河上游地区的灌溉面积和人口由1950年的34.8×10⁴hm²和156万人增加到2000年的125.7×10⁴hm²和395万人,耕地增加将近4倍。在以水资源开发利用为核心的人类社会生产活动影响下,用水量翻了一番^[21,22]。但20世纪70年代耕地面积的增加没有显著减小径流量,而且源流3个气象站和阿拉尔年降水量周期变化显著,因此年降水量引起年径流量的周期变化显著。90年代以后耕地面积以及引水枢纽工程的建设造成上游来水减小,径流量的周期变化不显著。

4.2 结论

1）塔河流域年径流量、年降水量和年平均温度存在2.0~6.0 a左右的显著周期变化,除卡群站周期变化不显著,其余水文站的年径流量显著周期主要分布于20世纪60年代中后期至70年代以及90年代以后;各站年降水量的显著周期主要分布于20世纪80年代以后;年平均气温的显著周期主要分布于20世纪60年代中后期至70年代。

2）同古孜洛克和卡群的径流量显著周期变化主要受和田和莎车降水量的影响;沙里桂兰克1965~1968年的径流量显著周期主要是阿合齐气温的周期显著变化引起的,20世纪90年代以后阿合齐降水量成为影响径流量的主要因素;大山口的年径流量周期变化受降水量和气温的共同影响。阿拉尔径流量的周期变化在20世纪70年代主要受源流降水量显著周期变化。由于人口和耕地面积的迅速增加,源流区用水量增加,20世纪90年代以后降水量的周期变化没有引起阿拉尔径流量的周期变化。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

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被引期刊影响因子

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[16]	Lonnie H, Huang J P. Bivariate wavelet analysis of Asia monsoon and ENSO [J]. Advances in Atmospheric Sciences, 1996, 13(3): 299-312. [本文引用: 1]
[17]	Torrence C, Compo G P. A practical guide to wavelet analysis [J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 1998, 79(1): 61-78. [本文引用: 1]
[18]	高鑫,叶柏生,张世强,等. 1961-2006 年塔里木河流域冰川融水变化及其对径流的影响 [J]. 中国科学: 地球科学,2010,40(5): 654~665. [本文引用: 2]
[19]	王顺德,王彦国,王进,等. 塔里木河流域近40a来气候、水文变化及其影响 [J].冰川冻土,2003,25(3):315~320. [本文引用: 1]
[20]	满苏尔·沙比提,努尔卡木里·玉素甫. 塔里木河流域绿洲耕地变化及其河流水文效应 [J].地理研究,2010,29(12):2251~2260. [本文引用: 1]
[21]	梁书升,沈镇昭.中国农业年鉴[M]. 北京:中国农业出版社,2000. [本文引用: 1]
[22]	西北内陆河区水旱灾害编委会. 西北内陆河区水旱灾害[M]. 郑州: 黄河水利出版社,1999. [本文引用: 1]

Analysis of the periods of maximum consecutive wet days in China

2011

... 气候变化对人类生存环境产生的影响已经引起各国的高度重视,学者在此做了大量的探索和研究^[1~3].施雅风^[4,5]提出了中国西北地区气候由暖干向暖湿转型的可能;徐贵青等研究新疆气温趋势变化,揭示了该区在1980年以后气温增加显著^[6].塔里木河流域（以下简称塔河）地处大陆西部,远离水汽源地,加之高山阻挡,降水稀少,是典型的干旱半干旱地区.流域内是典型的灌溉农业区^[7].该流域是中国长绒棉的主要产区,是中国最大的植棉基地,也是国家重要的能源基地,水资源不足严重影响当地生活和社会经济生产,因此塔河流域的气候变化与水资源的响应研究备受关注^[8~11].这些研究对于科学的理解、研究塔河流域水资源演变和气候变化提供科学依据.但是前人的研究主要注重趋势研究或者变量之间线性关系研究,对于各变量的周期变化以及相关显著周期的研究不多.应用小波分析在气候因素和降水量的研究中,得到很多有意义的结果^[12,13].基于此,本文在系统搜集水库和灌区等数据的基础上,利用连续小波变化和交叉小波变化对塔河流域的年径流量、年降水量和年平均温度的周期变化以及相关显著周期进行研究,以揭示流域气候变化和人类活动对径流量周期变化的影响,以期为当地社会经济与生态系统和谐发展,区域水资源合理开发利用以及农业生产提供相关的科学依据. ...

Adapting to climate change impacts on water resources in England-An assessment of draft Water Resources Management Plans

2011

Precipitation and streamflow changes in China: changing patterns, causes and implications

2011

西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和初步探讨

2002

中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨

2003

新疆气候变化及其对生态环境的影响

2004

1995

Effects of climate change on water resources in Tarim River Basin, Northwest China

2007

... 塔河流域主要源流（阿克苏河、叶尔羌河、和田河和开都河）的径流量主要来源于降水和冰雪融水^[8,9,18],因此降水量和气温变化是影响河流径流变化的主要因素.1980年以后,同古孜洛克的年径流量与年降水量的相关显著强度大于气温与降水量的显著性,降水量对径流量的变化贡献较大.虽然卡群年径流量的周期变化不显著,但是年径流量与年降水量相关显著周期分布在1977~1997年,年均温与年径流量的相关显著周期范围不大,降水量对叶尔羌河径流量变化的贡献要大于气温对年径流量变化的贡献. ...

Fifty-year climate change and its effect on annual runoff in the Tarim River Basin, China

2008

Trends of major hydroclimatic variables in the Tarim River basin during the past 50 years

2010

塔里木河三源流区气候变化对径流量的影响

2008

近40年气候变化及其空间分异的多尺度研究——以内蒙古自治区为例

2004

基于交叉小波与小波相干的西太平洋副高与东亚夏季风系统的关联性分析

2007

1998

... 本文选取塔里木河流域的主要水文控制站（同古孜洛克、卡群、沙里桂兰克、大山口和阿拉尔）长序列年径流量资料（来源于塔里木河流域管理局）,主要气象站（和田、莎车、阿合齐、巴音布鲁克和阿拉尔）长序列年降水量和年平均温度资料（简称年均温）（来源于国家气象中心）.年径流量、年降水量以及年平均温度部分天数数据缺失,缺失资料不超过样本的1%,具有一定的代表性.本文选取该数据的前后天的平均值作为该天的变量.水文站点和水文站所属流域内的代表气象站点见表1.为了研究降水量和气温对径流量的影响,本文对和田河、叶尔羌河、阿克苏河、开都河和塔河干流分别对应的水文站和气象站的年径流量、年降水量、年均温的相关显著周期变化进行研究.为了进一步的评价水库、灌区等人类活动对流域年径流量、年降水量、年均温的影响,收集了流域内的大型水库的库容、位置等数据,水库的详细信息见图1.大中型水库和灌区的位置等资料来源于新疆通志^[14]. ...

2005

... 本文采用Morlet小波作为基小波^[15]分析塔里木河流域的年径流量、年降水量和年均温,湿季（4~9月）和干季（10月至次年3月）各变量的周期变化特征,通过交叉小波变换和小波相干谱的分析,进一步揭示年径流量、年降水量和年均温的响应机制及反馈特征. ...

Bivariate wavelet analysis of Asia monsoon and ENSO

1996

... 交叉小波变换是从多时间尺度来研究两个时间序列在时频域中的相互关系,是将小波变换与交叉谱分析相结合的一种新的信号分析技术^[16].设给定的两个时间序列X和Y的交叉小波变换分别是W_X(S)、W_Y(S),则两个时间序列的交叉小波谱为

\begin{matrix} W_{n}^{XY} (s) = W_{n}^{X} (s) W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix} \begin{matrix} ( \end{matrix} \begin{matrix} W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix}

是

\begin{matrix} W_{n}^{Y} (s) \end{matrix}

的复共轭）,对应交叉小波功率谱密度

\begin{matrix} |W_{n}^{XY} (s)| \end{matrix}

值越大,表明两者具有共同的高能量区,彼此相关性显著.运用红色噪音标准谱对连续交叉小波功率谱进行显著性检验^[17],以显著性水平α=0.05下的红色噪音标准谱的检验. ...

A practical guide to wavelet analysis

1998

\begin{matrix} W_{n}^{XY} (s) = W_{n}^{X} (s) W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix} \begin{matrix} ( \end{matrix} \begin{matrix} W_{n}^{Y *} (s) \end{matrix}

是

\begin{matrix} W_{n}^{Y} (s) \end{matrix}

的复共轭）,对应交叉小波功率谱密度

\begin{matrix} |W_{n}^{XY} (s)| \end{matrix}

1961-2006 年塔里木河流域冰川融水变化及其对径流的影响

2010

... 沙里桂兰克年径流量和阿合齐年降水量在20世纪90年代的周期显著变化,年降水量和年均温在90年代后期与年径流量的周期相关性显著,年降水量和年均温的变化共同影响年径流量的显著周期变化;年径流量与年均温在1965~1968年的周期相关性显著,而年径流量与年降水量在此时间段周期相关性不显著,因此年径流量在1965~1968年的显著周期主要是气温的周期显著变化引起的.巴音布鲁克气象站是山区气象站,其年降水量和年均温在1990年以后周期变化显著,大山口的年径流量在1991年以后周期变化显著,但是强度没有年降水量和年均温大.大山口的年径流量与巴音布鲁克的年降水量和年均温在1991~2004年高能量区的周期相关性显著,在低能量区降水量对径流量的周期显著性影响更强.高鑫等得到1990年以后冰川融水对河流径流量的贡献明显加大^[18],巴音布鲁克地区20世纪80年代降水减少,90年代后增加幅度较大.因此1991~1998年的年降水量是影响径流量周期变化的主要因素,1998年以后径流量受降水量和年均温的共同影响. ...

塔里木河流域近40a来气候、水文变化及其影响

2003

... 阿拉尔站的年径流量、年降水量和年均温与沙里桂兰克、大山口变化不一样,阿拉尔的显著周期变化主要集中在20世纪60年代中期至70年代中期,阿拉尔径流量与年降水量和年均温的相关性显著周期也主要集中在这一时期;80年代以后降水量的显著周期变化并没有引起径流量的周期显著变化.阿拉尔站的径流量主要来源于阿克苏河、和田河和叶尔羌河,塔河4条源流出山口多年平均径流量为224.9×10⁹m³,2001年4条源流出山口天然径流量为266.9×10⁹m³,出山口径流量的增加不但没有增加阿拉尔的年径流量,阿拉尔年径流量以年均0.2×10⁹m³流量减少^[19].塔河流域土地增加经历3个时期,分别是1949~1960年增加44.88×10⁴hm²,1963~1978年增加26.46×10⁴hm²,1990~2008年增加68.75×10⁴hm^{2 [20]},塔里木河上游地区的灌溉面积和人口由1950年的34.8×10⁴hm²和156万人增加到2000年的125.7×10⁴hm²和395万人,耕地增加将近4倍.在以水资源开发利用为核心的人类社会生产活动影响下,用水量翻了一番^[21,22].但20世纪70年代耕地面积的增加没有显著减小径流量,而且源流3个气象站和阿拉尔年降水量周期变化显著,因此年降水量引起年径流量的周期变化显著.90年代以后耕地面积以及引水枢纽工程的建设造成上游来水减小,径流量的周期变化不显著. ...

塔里木河流域绿洲耕地变化及其河流水文效应

2010

2000

1999

〈

〉

塔里木河流域径流量周期特征及其影响因素

Periodic Properties of Runoff Changes of the Tarim River Basin: Possible Causes and Implications

1 数 据

2 研究方法

2.1 交叉小波变换

2.2 小波相干谱

3 结果与分析

3.1 同古孜洛克径流、降水和年均温的周期特征

3.2 卡群站径流、降水和年均温的周期特征

3.3 沙里桂兰克站径流、降水和年均温的周期特征

3.4 大山口站径流、降水和年均温的周期特征

3.5 阿拉尔站站径流、降水和年均温的周期特征

4 讨论与结论

4.1 讨论

4.2 结论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

1 数据

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子