黃晨然 向淑君 朱軍 張嬌艷 曹蔚

摘要：利用1961-2022年貴州省80個(gè)氣象站的逐年氣溫、降水量、風(fēng)速和相對(duì)濕度資料，分析了烏江渡上游流域臨近站點(diǎn)氣象要素變化趨勢(shì)及蓄水前后各要素各時(shí)段變化。結(jié)果表明：近62年來烏江渡水庫上游流域臨近站點(diǎn)年降水量、年平均風(fēng)速和年平均相對(duì)濕度均呈下降趨勢(shì)，年平均氣溫均呈上升趨勢(shì)，且變率快于省內(nèi)其他站點(diǎn)。蓄水后汛期降水量和平均風(fēng)速年際變化較之前相對(duì)不穩(wěn)定，平均氣溫、平均相對(duì)濕度年際變化較蓄水前相對(duì)穩(wěn)定。由M-K檢驗(yàn)可知，烏江渡水庫流域上游站點(diǎn)各要素變化均存在突變點(diǎn)，但未出現(xiàn)在1980年附近，說明烏江渡水庫大壩的修建和蓄水對(duì)氣候變化的影響較小。

關(guān)鍵詞：氣候變化，烏江渡水庫，相互影響

貴州省約92.5%的面積為山地和丘陵，山地居多，素有“八山一水一分田”之說。省內(nèi)河流分屬長(zhǎng)江流域和珠江流域，以中南部的苗嶺為分水嶺，北部屬長(zhǎng)江流域，南部屬珠江流域，境內(nèi)各級(jí)水系眾多，且落差較大，為水力發(fā)電提供了良好的自然條件。

氣候變化事實(shí)、預(yù)估及影響研究一直是國(guó)內(nèi)外廣大學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。王會(huì)軍等[1]針對(duì)“一帶一路”區(qū)域氣候變化的事實(shí)、未來變化預(yù)估、氣候變化的可能影響以及帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)研，并開展了若干分析和研究；馬振鋒等[2]依據(jù)IPCC第四次評(píng)估報(bào)告，研究了近40年西南地區(qū)的氣候變化事實(shí)；張建云等[3]指出黃河流域上游和長(zhǎng)江流域上游人類活動(dòng)影響較小的地區(qū)出現(xiàn)了徑流量減少的趨勢(shì)，說明氣候變化已經(jīng)對(duì)該區(qū)域的河川徑流產(chǎn)生了一定的影響；熊亞蘭等[4-5]的研究表明，流域降雨量和徑流量的變化周期具有同步性；吳戰(zhàn)平等[6]對(duì)氣候變化與水利工程建設(shè)相互影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析；尚可政等[7]對(duì)黃河上游水電工程對(duì)局地氣候的影響進(jìn)行了評(píng)估；王輝等[8]分析了長(zhǎng)江上游大型水利工程對(duì)三峽枯水徑流影響；鄭璀瑩[9]闡釋了水電與氣候變化的相互關(guān)系。朱曉絲等[10]采用水體指數(shù)法研究了烏江流域水域面積變化的氣候效應(yīng)。

本文利用貴州省烏江渡水庫上游氣象站點(diǎn)建站至今各氣象要素觀測(cè)資料，采用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)診斷分析方法，對(duì)烏江渡上游流域臨近站點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣象要素近62年變化趨勢(shì)及蓄水前后各要素各時(shí)段變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出烏江渡水庫建庫前后壩址以上流域內(nèi)降水量、平均氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速的變化情況，探討大壩建成蓄水與局地氣候的相互影響，也為水庫調(diào)度等方面提供參考。

1?烏江渡水庫概要

烏江渡水電站是烏江中上游干流上的水力發(fā)電工程，壩址控制流域面積27790km?，位于烏江中游播州區(qū)烏江鎮(zhèn)，南距貴陽105km，北離遵義55km。工程于1970年動(dòng)工興建，大壩為整體拱形重力壩，最大壩高為165m，總泄流能力為21350m/s。烏江渡水庫正常高水位760m，死水位720m，設(shè)計(jì)洪水位760.3m，校核洪水位762.8m，有效庫容13.5×108m?，為狹長(zhǎng)河道型水庫。電站共裝有3臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，其中一號(hào)、二號(hào)機(jī)組已分別于1979年、1981年發(fā)電，三號(hào)機(jī)組安裝調(diào)試完成后，于1982年12月投產(chǎn)發(fā)電。

2?資料和方法

本文使用的資料為貴州省1961-2022年80個(gè)氣象站觀測(cè)資料，其中烏江渡水庫上游流域氣象觀測(cè)站點(diǎn)15個(gè)，分別是威寧、水城、六枝、普定、安順、平壩、赫章、畢節(jié)、納雍、大方、黔西、織金、修文、息烽和播州。研究方法主要有線性趨勢(shì)分析、均方根誤差分析和曼-肯德爾（M-K）突變檢驗(yàn)等。

3?烏江渡水庫流域氣候變化特征

近62年來烏江渡水庫上游和其他站年降水量均呈下降趨勢(shì)，二者差值隨時(shí)間逐漸增大，說明水庫上游站點(diǎn)年降水量減少的趨勢(shì)更顯著；年平均氣溫均呈上升趨勢(shì)，二者差值隨時(shí)間逐漸減小，說明水庫上游站點(diǎn)年平均氣溫升高的趨勢(shì)更顯著；年平均相對(duì)濕度均呈下降趨勢(shì)，二者差值隨時(shí)間逐漸減小，說明水庫上游站點(diǎn)年平均相對(duì)濕度減小的趨勢(shì)較省內(nèi)其他站更顯著；年平均風(fēng)速均呈減小趨勢(shì)，二者差值隨時(shí)間明顯減小，說明水庫上游站點(diǎn)年平均風(fēng)速減小的速率明顯快于省內(nèi)其他站（圖略）。

4?蓄水前后氣候變化分析

對(duì)比蓄水前后降水量、平均氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速（圖略）可知，全年的降水量主要集中在汛期和夏季，春、秋兩季降水量差異不大，且降水量從春季和秋季向夏季和冬季移動(dòng)；蓄水后年降水量減少了72.4mm，減少的時(shí)段主要集中在春季和秋季，分別減少39.1mm和44.2mm，而夏季和冬季降水量略有增加。蓄水后年平均氣溫上升0.3℃，升高的時(shí)段主要集中在秋季、冬季和夏季，分別升高0.7℃、0.3℃和0.3℃，而春季平均氣溫降低了0.1℃。蓄水后年平均相對(duì)濕度減小0.7%，減小的時(shí)段主要集中在秋季、春季和夏季，冬季蓄水前后基本無變化；蓄水前平均相對(duì)濕度秋季最大，蓄水后冬季最大。蓄水后年平均風(fēng)速減小0.3m/s，減小的時(shí)段主要集中在春季、秋季和冬季，分別減小0.4m/s、0.3m/s和0.3m/s，夏季僅減小0.1m/s；蓄水前后春季平均風(fēng)速均為最大，蓄水前夏、秋兩季風(fēng)速均為最低，蓄水后秋季風(fēng)速為最低。

從圖1a可以看出，蓄水后全年、春季和秋季降水量減少，均方差減小，而汛期降水量在蓄水后減少，但均方差卻增大，表明烏江渡水庫在蓄水后汛期降水量年際振幅增大，出現(xiàn)旱或澇的頻次增多。蓄水后平均氣溫各時(shí)段均方差均有所減小（圖1b），表明烏江渡水庫蓄水后各時(shí)段平均氣溫年際波動(dòng)振幅減小，變化相對(duì)穩(wěn)定。蓄水后全年和春、秋、冬季均方差有所增大（圖1c），表明蓄水后流域內(nèi)相對(duì)濕度年際波動(dòng)振幅比蓄水前大，變化相對(duì)不穩(wěn)定；而汛期和夏季相對(duì)濕度年際變化波動(dòng)蓄水后比蓄水前要小，表明蓄水后相對(duì)濕度汛期和夏季變化相對(duì)穩(wěn)定。蓄水后各時(shí)段平均風(fēng)速均方差均有所增大（圖1d），表明烏江渡水庫蓄水后各時(shí)段平均風(fēng)速年際振幅增大，變化相對(duì)不穩(wěn)定。

5?Mann-Kendall檢驗(yàn)

圖2給出烏江渡上游站點(diǎn)氣象要素時(shí)間序列的M-K檢驗(yàn)，從4個(gè)要素的UF曲線可以看出，年降水量從20世紀(jì)80年代中期起呈減少趨勢(shì)，尤其是2011-2017年減少趨勢(shì)明顯；年平均氣溫從20世紀(jì)60年代末至90年代末以下降趨勢(shì)為主，進(jìn)入21世紀(jì)平均氣溫升高，尤其是2008年以后升高趨勢(shì)明顯；年平均相對(duì)濕度在21世紀(jì)以來變化趨勢(shì)以減小為主，尤其是2006年以后減小趨勢(shì)明顯；年平均風(fēng)速從20世紀(jì)60年代初至70年代中期變化趨勢(shì)以增大為主，從1979年起呈減小趨勢(shì)，尤其是1992年以后減小趨勢(shì)明顯。

UF和UB曲線交點(diǎn)位置表明，烏江渡上游年降水量在1985年前后存在由多變少的突變轉(zhuǎn)折，年平均氣溫在2006年前后存在由低變高的突變轉(zhuǎn)折，年平均相對(duì)濕度在1998年前后存在由大變小的突變轉(zhuǎn)折，年平均風(fēng)速在1984年前后存在由大變小的突變轉(zhuǎn)折。

6?結(jié)論

對(duì)烏江渡上游流域臨近站點(diǎn)對(duì)應(yīng)氣象要素近62年變化趨勢(shì)及蓄水前后各要素各時(shí)段變化進(jìn)行分析表明：

（1）近62年來烏江渡水庫上游流域臨近站點(diǎn)和省內(nèi)其他站年降水量、年平均風(fēng)速和年平均相對(duì)濕度均呈下降趨勢(shì)，年平均氣溫均呈上升趨勢(shì)。水庫上游站點(diǎn)各要素減少（減小）或增加（升高）的趨勢(shì)與省內(nèi)其他站相比均更加顯著，變化速率更快。降水量的減少對(duì)水庫的調(diào)度產(chǎn)生一定影響。

（2）烏江渡水庫蓄水前后降水量從春季和秋季向夏季和冬季移動(dòng)，蓄水后汛期降水量和平均風(fēng)速年際變化較之前相對(duì)不穩(wěn)定，平均氣溫、平均相對(duì)濕度年際變化較蓄水前相對(duì)穩(wěn)定。降水量變化的不穩(wěn)定要求及時(shí)進(jìn)行調(diào)度，以滿足發(fā)電需要。

（3）由M-K檢驗(yàn)可知，近62年來烏江渡水庫流域上游站點(diǎn)各要素變化均存在突變點(diǎn)，但均未出現(xiàn)在1980年附近，說明烏江渡水庫大壩的修建和蓄水對(duì)氣候變化的影響較小。

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作者簡(jiǎn)介：黃晨然（1990—??），女，布依族，云南蒙自人，碩士研究生，工程師，研究方向：氣候變化與氣候資源開發(fā)利用。