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user: 3. 结果分析 3.1. 趋势分析 1) 图2表明：岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域年平均气温多年来呈升高趋势，升高幅度自上游至下游递减。其中，岗拖水文站以上流域年平均气温由1961~1965年的−1.67℃，升高至2011~2015年的−0.05℃，且各月升高趋势均明显，升高幅度最大的是1月，升高幅度达3.09℃；巴塘水文站以上流域年平均气温由1961~1965年的2.15℃，升高至2011~2015年的3.20℃，除4月外各月升高趋势明显，升高幅度最大的是2月，升高幅度达2.36℃；石鼓水文站以上流域年平均气温由1961~1965年的5.43℃，升高至2011~2015年的5.91℃，除4、5、7、8、10月外，其它月份升高趋势明显，升高幅度最大的是3月，升高幅度达1.8℃。 由图2的M-K趋势检验图可知，岗拖水文站以上流域年平均气温UF和UB曲线交点位置在2002年附近，UF k 最终值大于0且超过临界直线，可认定上升趋势明显，突变点位于2002年；岗拖水文站以上流域1~12月平均气温UF k 最终值全部大于0且超过临界直线，有明显的上升趋势。突变点最早为1999年，最晚为2014年，大多数月份突变点在1999~2003年之间。 巴塘水文站以上流域年平均气温UF和UB曲线交点位置在2004年附近，UF k 最终值大于0且超过临界直线，可认定上升趋势明显，突变点位于2004年；巴塘水文站以上流域1~12月平均气温UF k 最终值全部大于0，除4月外全部超过临界直线，有明显的上升趋势。突变点最早为2001年，最晚为2007年，大多数月份突变点在2002~2006年之间。 石鼓水文站以上流域年平均气温UF和UB曲线交点位置在2005年附近，UF k 最终值大于0且超过临界直线，可认定上升趋势明显，突变点位于2005年；石鼓水文站以上流域1~12月平均气温UF k 最终值全部大于0，其中4月、5月、7月、8月、10月未超过临界直线，上升趋势不明显，其它月份有明显的上升趋势。突变点最早为2002年，最晚为2006年，月份突变点以2002、2005及2006年居多。 综上，金沙江上游石鼓水文站以上流域年平均气温均上升趋势明显，升高幅度自上游至下游递减，突变点位于2002~2005年之间，上游早于下游。从年内气温变化规律看，各月Z MK 、UF k 值自上游向下游逐渐减小，上升趋势下游较上游明显减弱，上升趋势明显的月份由岗拖水文站以上流域的全部12个月降低至石鼓水文站以上流域的7个月(见表1)。 2) 图3表明：岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域年降水趋势均呈上升趋势，岗拖、石鼓水文站以上流域年降水趋势超过给定的置信限，上升趋势明显，巴塘水文站以上流域年降水趋势未超过给定的置信限，呈不明显上升趋势。从年内各月的变化趋势看，靠近长江源头的岗拖、巴塘水文站以上流域3月、4月、5月降水Z MK 均为正，且超过给定的置信限，呈明显的增加趋势，其余月份除岗拖水文站以上流域8月为接近0的负值外，均为正值，故绝大多数月份增加趋势不明显。石鼓水文站以上流域5月和7月降水Z MK 超过给定的置信限，增加趋势明显，2月、3月、6月、12月Z MK 为负，呈非明显的减少趋势，其余月份Z MK 为正，呈非明显的增加趋势。 由图3的M-K趋势检验图可知，岗拖水文站以上流域年降水UF和UB曲线交点位置在1999年附近，UF k 最终值大于0且超过临界直线，上升趋势明显；岗拖水文站以上流域各月降水UF k 最终值全部大于0，但仅有3月、4月、5月超过临界直线，有明显的上升趋势。UF和UB曲线除有明显上升趋势的3月、4月、5月以及11月有明显交点位置外，其它月份相互纠缠在一起，无明显的突变特性。有明显上升趋势的月份突变点在1988~2009年之间且交为分散，各月突变点各不相同。 巴塘水文站以上流域年降水UF和UB曲线交点位置在1998年附近，UF k 最终值大于0但未超过临界直线，呈不明显上升趋势；巴塘水文站以上流域各月降水UF k 最终值全部大于0，亦仅有3月、4月、5月超过临界直线，有明显的上升趋势。UF和UB曲线除有明显上升趋势的3月、4月、5月以及11月有明显交点位置外，其它月份相互纠缠在一起，无明显的突变特性。有明显上升趋势的月份突变点在1988~2004年之间，各月突变点各不相同。 Table 1 Test results of average temperature trend of Gangtuo， Batang and Shigu hydrological station 月份 岗拖 巴塘 石鼓 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 1月 2.40 2.40 显著上升 2002 2.08 2.10 显著上升 2002 2.11 2.12 显著上升 2002 2月 3.33 3.34 显著上升 2002 2.71 2.71 显著上升 2002 2.44 2.45 显著上升 2002 3月 3.83 3.82 显著上升 2003 3.38 3.38 显著上升 2002 2.93 2.94 显著上升 2002 4月 1.94 1.93 显著上升 2002 0.93 0.93 不显著 2007 0.49 0.49 不显著 2006 5月 3.29 3.29 显著上升 2003 2.14 2.15 显著上升 2005 1.51 1.51 不显著 2005 6月 4.23 4.24 显著上升 2001 3.91 3.92 显著上升 2005 3.16 3.17 显著上升 2005 7月 3.58 3.58 显著上升 1999 2.74 2.74 显著上升 2004 1.32 1.33 不显著 2004 8月 3.46 3.45 显著上升 2002 2.88 2.88 显著上升 2003 1.22 1.23 不显著 2006 9月 3.30 3.31 显著上升 2000 2.47 2.47 显著上升 2004 1.96 1.96 显著上升 2005 10月 3.07 3.07 显著上升 2014 2.27 2.28 显著上升 2006 1.77 1.78 不显著 2006 11月 4.78 4.79 显著上升 2007 3.72 3.73 显著上升 2006 3.47 3.48 显著上升 2004 12月 4.01 4.01 显著上升 2000 3.54 3.55 显著上升 2001 3.41 3.42 显著上升 2002 年 5.07 5.07 显著上升 2002 5.33 5.33 显著上升 2004 4.15 4.16 显著上升 2005 表1. 岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域平均气温趋势检验结果 图2. 岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域平均气温趋势图 图3. 岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域降水趋势图 图4. 岗拖、巴塘、石鼓水文站径流趋势图 Table 2 Test results of precipitation trend of Gangtuo， Batang and Shigu hydrological station 月份 岗拖 巴塘 石鼓 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 1月 1.18 1.14 不显著 - 1.28 1.27 不显著 - 0.87 0.88 不显著 - 2月 0.23 0.23 不显著 - 0.86 0.85 不显著 - −1.01 −1.00 不显著 - 3月 1.98 1.96 显著上升 1988 2.19 2.19 显著上升 1988 −0.28 −0.27 不显著 - 4月 2.56 2.53 显著上升 2009 4.00 4.00 显著上升 1985 1.01 1.02 不显著 - 5月 3.10 3.11 显著上升 2003 2.10 2.10 显著上升 2004 2.23 2.23 显著上升 1994 6月 0.65 0.65 不显著 - 0.65 0.65 不显著 - −0.11 −0.10 不显著 - 7月 0.01 0.01 不显著 - 0.54 0.55 不显著 - 2.01 2.02 显著上升 2008 8月 −0.04 −0.03 不显著 - 0.08 0.08 不显著 - 0.90 0.90 不显著 1998 9月 1.27 1.27 不显著 - 0.57 0.58 不显著 - 0.83 0.83 不显著 - 10月 1.25 1.26 不显著 - 1.35 1.36 不显著 - 0.37 0.38 不显著 - 11月 1.56 1.55 不显著 1993 1.66 1.64 不显著 1993 0.78 0.77 不显著 - 12月 0.58 0.55 不显著 - 0.01 −0.01 不显著 - −0.42 −0.40 不显著 - 年 2.18 2.19 显著上升 1999 1.83 1.84 不显著 1998 2.21 2.22 显著上升 1997 表2. 岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域年降水趋势检验结果 石鼓水文站以上流域年降水UF和UB曲线交点位置在1997年附近，UF k 最终值大于0且超过临界直线，上升趋势明显；石鼓水文站以上流域各月降水UF k 最终值有8个月份大于0，仅有5月和7月超过临界直线，有明显的上升趋势。UF和UB曲线除有明显上升趋势的5月和7月交叉为1994、2008年外，其它月份相互纠缠在一起，无明显的突变特性。 综上，金沙江上游石鼓水文站以上流域年降水量均呈上升趋势，靠近长江源的岗拖水文站和最下游的石鼓水文站以上流域年降水量上升趋势明显，位于中段的巴塘水文站以上流域年降水却呈不明显上升趋势。从年内分配看，靠近长江源的岗拖、巴塘水文站以上流域3、4、5月降水量上升趋势明显，突变点在1988~2009年之间且交为分散，无明显规律；最下游的石鼓水文站以上流域有8个月份呈上升趋势，但仅有5月和7月超过临界值上升趋势明显，突变分别出现在1994、2008年(见表2)。 3) 图4表明：岗拖、巴塘水文站年径流呈现不明显上升趋势，设定M-K检验的显著性水平为0.05，尽管岗拖、巴塘水文站计算的年径流Z MK 为正，但全部位于给定的置信区间内，上升趋势不明显。石鼓水文站年径流Z MK 接近0，无上升或下降趋势。其中，岗拖水文站各月径流Z MK 均为正，1月、2月、3月、4月和11月上升趋势明显，2011~2015年较1971~1975年径流量增加幅度分别为0.69、0.65、0.86、1.82、1.99，其余全部呈不明显上升趋势；巴塘水文站除8月径流Z MK 为负外，其余月份Z MK 均为正，上升趋势不明显；石鼓水文站各月Z MK 正负交替，且均处于给定的置信区间内，年月径流变化趋势不明显。 由图4的M-K趋势检验图可知，岗拖水文站年径流UF和UB曲线交点位置在2004年附近，UF k 最终值大于0但未超过临界直线，有不明显上升趋势；岗拖水文站1~12月径流UF k 最终值全部大于0，但仅有1月、2月、3月、4月、11月超过临界直线，有明显的上升趋势。UF和UB曲线交点位置最早为2002年，最晚为2008年，有明显上升趋势的月份突变点均在2002、2003年，其它月份交点位置偏后且较为散乱。 Table 3 Test results of runoff trend of Gangtuo， Batang and Shigu hydrological station 月份 岗拖 巴塘 石鼓 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 Z MK UF k 检验结果 突变点 1月 2.35 2.26 显著上升 2003 0.83 0.79 不显著 2012 −0.01 −0.07 不显著 - 2月 2.71 2.66 显著上升 2003 1.22 1.12 不显著 2012 0.37 0.30 不显著 - 3月 3.51 3.46 显著上升 2002 1.58 1.48 不显著 2012 0.34 0.30 不显著 - 4月 3.98 3.93 显著上升 2003 1.77 1.71 不显著 2007 1.31 1.27 不显著 - 5月 1.07 1.05 不显著 2008 0.70 0.69 不显著 2009 1.03 1.00 不显著 - 6月 1.05 1.05 不显著 2004 0.32 0.30 不显著 - −0.22 −0.30 不显著 - 7月 1.06 1.03 不显著 - 0.81 0.78 不显著 - 0.43 0.40 不显著 - 8月 0.40 0.39 不显著 - −0.37 −0.38 不显著 - −0.86 −0.88 不显著 - 9月 0.62 0.60 不显著 2003 0.16 0.13 不显著 −0.13 −0.17 不显著 - 10月 1.95 1.96 不显著 - 1.22 1.17 不显著 - 0.77 0.69 不显著 - 11月 2.42 2.41 显著上升 2003 1.31 1.29 不显著 - 0.91 0.88 不显著 - 12月 1.69 1.64 不显著 2002 0.78 0.74 不显著 - 0 −0.03 不显著 - 年 1.66 1.68 不显著 2004 0.70 0.69 不显著 - 0.08 0.08 不显著 - 表3. 岗拖、巴塘、石鼓水文站径流趋势检验结果 巴塘水文站年径流UF和UB曲线纠缠在一起多次相交，UF k 最终值大于0且未超过临界直线，上升趋势不明显，亦无明显的突变点；巴塘水文站1~12月径流UF k 最终值除8月外均全部大于0且全部未超过临界直线，上升趋势不明显。巴塘水文站1~5月UF和UB曲线相交在2007~2012年之间，多数位于2012年，其余月份UF和UB曲线相互纠缠，无明显的突变点。 石鼓水文站年月径流UF和UB曲线交点位置相互纠缠，UF k 最终值正负相间，无明显趋势，亦无明显的突变点。 综上，各水文站年径流变化趋势均不明显，但从各月径流看，上游岗拖水文站冬春季11~4月大部分月份径流显著增大，其余月份径流增大趋势不明显；巴塘水文站除8月外均呈不明显增大趋势，但仍存在冬春季11~4月的增大趋势大于夏秋的现象；石鼓水文站则除春季2~5月呈不明显增大趋势外，基余各月径流变化增大和减小趋势交替出现(见表3)。 3.2. 驱动分析 3.2.1. 气温与降水相关分析 由图5可知，岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域的气温与降水呈对数相关关系，相关系数分别为0.8157、0.8422、0.7535。当气温升高时，降水量随之增高，气温越高，降水随气温变化速度越快，且有相对明显的拐点。当岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域气温分别小于0℃、3℃、5℃时，降水量随气温变化较慢，气温大于0℃、3℃、5℃时，降水量随气温变化较快。 岗拖、巴塘水文站以上流域因距长江源头较近，受气温显著上升影响，各月降水量均是呈增加趋势，冬春季11~4月降水增加趋势大于夏秋季，特别是春季3、4、5月降水量的还呈显著增加趋势。可见，愈靠近长江源头降水与气温的关系越密切，且因3、4、5月位于拐点附近，随气温上升冰雪融化导致蒸发量增加，在长江源头重复凝结引起了降水量增加。石鼓水文站以上流域因距长江源头较远，受气温影响作用下降，年降水量增加不明显，仅春季3~5月呈非显著性增加趋势。 图5. 金沙江上游水文站以上流域气温降水相关图 图6. 金沙江上游水文站以上流域气温径流相关图 3.2.2. 气温与径流相关分析 由图6可知，岗拖、巴塘、石鼓水文站以上流域的气温与径流呈对数相关关系，相关系数分别为0.7511、0.6822、0.6581。当气温升高时，径流量会随之增高，气温越高，径流量随气温变化速度越快。 可以推测，越靠近长江源头河道径流受气温升高影响越大，这主要由于长江源头受冰雪融化所致。11~5月的冬春季，靠近长江源头的岗拖水文站受温度显著上升的影响，冰雪融化导致的径流量显著增加，其它月份受温度上升的影响，径流呈不显著上升趋势；巴塘水文站受温度显著上升影响，径流量增加尽管仍呈上升趋势，已不十分明显，但11~5月的冬春季仍然较夏秋季明显；石鼓水文站3~5月的春季受长江源头温度显著上升导致的冰雪融化影响，径流量呈不显著的上升趋势，其它月份受降水的干扰，径流量上升或下降趋势相间，且均不明显。 3.2.3. 降水与径流相关分析 由图7可知，岗拖、巴塘、石鼓的降水与径流呈线性相关关系，相关系数分别为0.7458、0.7555、0.7333，相关性较好。可见降水量越高，则径流量越高，金沙江上游的降水量变化是导致径流量变化的主要原因。 金沙江上游径流变化与降水变化的关系更密切，基本上呈线性相关，强于与气温的对数相关关系。靠近长江源头的岗拖、巴塘水文站径流量增加较多的冬春季11~4月，主要受降水和气温(冰雪融化)的共同影响，其余月份气温影响逐渐减弱。石鼓水文站则主要受降水变化的影响，气温影响已可忽略。 图7. 金沙江上游水文站以上流域降水径流相关图