滦河流域气候水文特征及干旱灾害评估

滦河流域位于中纬度欧亚大陆东岸，中上游地区（承德以北）属于亚干旱气候大区，下游地区（承德以南）属于亚湿润气候大区（见图3.5）。流域具有四季分明、降水集中、雨热同期等特点。本书利用中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集（V3.0）对滦河流域降水、气温和蒸发等气象要素的变化特征进行分析，天然径流量的变化特征分析采用《全国水资源综合规划》中的数据（2000年以前）和水文模型模拟的数据（2000年以后）（气象水文数据来源及模型模拟结果评价详见第4章）。

（1）降水。滦河流域1961—2011年期间多年平均年降水量为530mm，降水年内分配不均，78%左右的降水集中在6—9月份。其中，7—8月份降水占年降水的52%左右（见图3.6）。空间上年降水量从西北向东南逐渐递增，坝上地区降水量较少，多年平均年降水量仅为400mm左右；下游迁西以南降水较为丰沛，多年平均降水量在600mm以上[见图3.7（a）]。近50年来，滦河流域年降水量整体上呈现出减少的趋势，变化率为-10.6mm/10a（见图3.8），其中，滦河下游地区，如遵化、迁西、迁安、滦县、乐亭等，降水减幅较大，其变化率达-20mm/10a[见图3.7（b）]。从年代变化来看，整体上表现出“减—增—减”的特点。2000年以来，降水量减少明显，2001—2011年期间多年平均降水量为489mm，与2000年以前的多年平均水平（541mm）相比减少了9.6%，与降水丰沛的时段（1960s和1990s，年降水量为547.7mm、547.8mm）相比减少了10.8%（见图3.8）。

图3.5　滦河流域气候区分布

图3.6　1961—2011年滦河流域月降水过程

图3.7　1961—2011年滦河流域降水量空间特征

图3.8　1961—2011年滦河流域年降水量变化

图3.9　1961—2011年滦河流域月气温过程

图3.10　1961—2011年滦河流域气温空间特征

（2）气温。滦河流域1961—2011年期间年均气温为5.6℃，其中，6—8月份平均气温在18℃以上（见图3.9）。空间上气温由东南向西北递减，下游地区年均气温在8℃以上，上游坝上地区年均气温普遍在3℃左右[见图3.10（a）]。近50年来，滦河流域年均气温波动上升，1961—2011年期间，年均气温变化率为0.3℃/10a（见图3.11），其中，上游地区增温速率在0.3℃/10a以上，下游地区增温速率普遍在0.3～0.4℃/10a之间，中游地区增温速率相对较小，大部分地区不足0.2℃/10a[见图3.10（b）]。从年代变化来看，1961—1990年期间，气温变幅较小，各年代年均气温稳定在5.2℃左右，但自1990年以后，尤其是1991—2000年期间，气温增幅较大，由1980s期间的5.3℃上升至6.0℃，增幅达0.7℃，而在2000年以后，温升速率减缓，2000s相对于1990s仅增加了0.2℃（见图3.11）。

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图3.11　1961—2011年滦河流域年均气温变化

（3）潜在蒸散发。滦河流域1961—2011年期间多年平均潜在蒸散发为975mm，其中，5—8月份潜在蒸发量最大，占全年的44%（见图3.12）。流域潜在蒸发由南向北递减，上游多伦和围场等地区潜在蒸发在960mm以下，相对较低；下游平原区潜在蒸发量较大，一般在980mm以上，见图3.13（a）。近50年来，滦河流域潜在蒸散发呈现出减少的趋势，变化率为-9.2mm/10a，其中，承德以北的中上游地区减幅相对较大，大部分地区变化率在-15mm/10a以上，而下游地区潜在蒸散发的变化率并不大，一般在-5mm/10a左右，见图3.13（b）。从年代变化来看，滦河流域潜在蒸散发呈现出先减后增的态势，1960s期间潜在蒸散发为1001.9mm，到1990s仅为945.4mm，减少了5.6%，但2000年以后有所回升，2000s期间多年平均潜在蒸散发为977.0mm，相对于1990s而言增加了3.3%（见图3.14）。

图3.12　1961—2011年滦河流域潜在月蒸散发过程

图3.13（一）　1961—2011年滦河流域潜在蒸散发空间特征

图3.13（二）　1961—2011年滦河流域潜在蒸散发空间特征

图3.14　1961—2011年滦河流域潜在蒸散发变化

（4）天然径流量。滦河流域下游滦县站控制面积为44100km2，约占全流域的98.6%，因此该站天然径流的变化特征能反映全流域的特征。滦县站1961—2011年天然径流量序列中，1961—2000年天然径流量来源于《全国水资源综合规划》，2001—2011年的天然径流量是SWAT模型模拟结果（详见第4章）。对该序列进行分析可知，滦县站1961—2011年期间多年平均天然径流量为37.9亿m3，其中7—8月天然径流量占全年的56%（见图3.15）。近50年来，滦县站天然径流量呈现出减少的趋势，1961—2011年期间，天然径流量变化率为-4.3亿m3/10a，见图3.16（a）。从年代变化来看，天然径流量变化波动较大，呈现出“增—减—增—减”的特点，20世纪60年代、70年代和90年代天然径流量相对较大，年代均值均在40亿m3以上，而20世纪80年代和2000—2009年均值较低，不足30亿m3，尤其是2000年以后，仅为多年平均值的55%。

图3.15　1961—2011年滦河流域天然月径流过程

图3.16　1961—2011年滦河流域天然径流变化