睢寧站降水量特性研究

江蘇省水文水資源勘測局徐州分局 周光明 吳成耕 周保太 錢學智

一、自然地理概況

1.地理位置。睢寧縣位于江蘇省西北部，徐州市的東南部，地理坐標為東經117°31～118°10、北緯33°40～34°10。全縣土地面積1 773 km2。東臨宿豫，北接邳州，西北部與銅山接壤，南部、西部同安徽泗縣、靈璧縣毗鄰。在自然區(qū)劃上屬我國東部季風區(qū)，秦淮以北的北方地區(qū)，其農業(yè)以旱作物為主。

2.地形地貌。睢寧縣地勢大體有西北向東南徐緩傾斜，西北最高，東南、西南略高，中間沿白塘河一線低洼，東南最低。境內除北部、西北部零星山丘外，其余均為黃泛沖積平原，為平原緩坡地區(qū)。境北黃河故道橫穿東西，成為南北天然分水嶺。平原面積約1 692.5 km2，占全縣總面積的94.52%；丘陵面積約9.45 km2，占總面積的0.53%，水域面積約87.49 km2，占總面積的4.95%。

3.氣候特征。睢寧縣位居魯淮平原南緣半濕潤區(qū)，屬暖溫帶略成海洋性季風氣候，夏季炎熱，雨水集中，冬季干冷，雨雪稀少，春季溫和，秋季高爽。年平均氣溫14 ℃左右，年日照2 393.3 h，無霜期214 d，光熱、水、風等農業(yè)氣候要素條件優(yōu)越。因此，睢寧的氣候特征帶有典型的亞熱帶季風氣候，向暖溫帶季風氣候過度的特征。

4.河流水系。睢寧縣以廢黃河為界形成3個水系：廢黃河以北160 km2，屬沂、沭、泗駱馬湖水系；廢黃河以南除雙溝南部45.6 km2屬濉塘河水系外，其余1 363.4 km2屬徐洪河水系，廢黃河自身自成獨立水系。此外，全縣共有大小水庫8座，并配以眾多的水渠、涵洞和人工河流，為農、林、牧、漁各種生產提供良好的條件。睢寧縣河流水系詳細分布見圖1。

圖1 睢寧縣河流水系分布

二、基本資料的選用、審查與計算

睢寧站是國家基本水文站，降水量從1931年設站觀測，觀測時間較長，資料完整可靠。在降水量平均值的統(tǒng)計計算過程中，選用資料系列是1952—2011年的降水量資料，計算平均值、相應經驗頻率、C值、K值和K值，統(tǒng)計出最大、最小及比值，并繪制睢寧站降水量差積曲線圖。

三、降水量特性

1.降水量的年際變化。睢寧縣由于受季風的影響，降水量年際間變化幅度較大，時空分配不均，并存在著連豐、連枯和豐、枯交替的變化規(guī)律。

（1）降水量豐、枯水年變化幅度。從1952—2011年系列資料統(tǒng)計計算得出，睢寧站歷年最大年降雨量1489.3 mm，出現在2007年，最小年降雨量557.7 mm，出現在1978年，極值差為931.6 mm，最大年降水量與最小年降水量比值為2.67；分析計算出降水量Cv為0.24。

（2）降水量豐、枯水年的變化周期。本區(qū)降水有連豐、連枯和豐、枯交替的特點。連豐、連枯2～3年出現的機會多，最長的連豐期是1961—1965年，其K豐值（豐水期平均年降水量與多年平均降水量系列的比值）的變幅為1.11～1.56；最長的連枯期是1965—1968年，其K枯值（枯水期平均年降水量與多年降水量系列的比值）的變幅分別為0.76～0.78。由差積曲線可以看出，存在著較長的豐、枯水期，1961—1974年和1995—2008年為豐水段，期間有17年接近平水年，9年枯水年。1974—1995年為枯水期，期間有4年偏豐水年段，5年平水年段，12年枯水年段；2003年以后又進入豐水期。降水豐、枯期存在周期性交替，在40～50年間出現一大周期，期間有小周期變化；小的周期2～11年隨機變化，平均周期為8年左右。

以年份為橫坐標，以降水量與多年平均降水量比值的差值累計值（ΣKi-1）為縱坐標繪制的年降水量差積曲線可以反應年降水量豐枯變化情況，睢寧站降水量差積曲線見圖2。

圖2 睢寧站年降水量差積曲線

2.降水量年內分配。睢寧縣氣候四季變化明顯，年內降水分配不均，各季節(jié)降水量相差很大，冬春少，夏秋多。睢寧站多年平均降水量為867.6 mm。年內降水量主要集中在主汛期6-9月，其平均降水量577.2 mm，占全年降水量的66.5%，7、8月份降水量較大，雨量為390.5 mm，兩個月之和占年降水量的45.0%。其中7月降水量最大，占全年的27.2%。非汛期的1-4月和11—12月降水量為136.2 mm，僅占全年降水量的21.5%，枯水年降水更少，經常出現全縣干旱。睢寧站雨量歷年各月平均降水量及月降水量百分比柱狀圖見圖3、圖4。

圖3 睢寧站歷年各月平均降水量

圖4 睢寧站歷年各月降水量百分比

3.短歷時暴雨特征。根據歷年降水量資料統(tǒng)計可知，睢寧縣歷史上是洪、澇、旱、雹等災害頻繁得多災縣，日雨量大于100 mm的大暴雨出現76次，約5年出現7次；日雨量大于200 mm的大暴雨出現5 次，約11年出現1 次，且多數出現在7、8月份。如睢寧縣“74.8”暴雨是典型的短歷時特大暴雨。

1974年7月13日和7月18日睢寧境內連續(xù)下了兩場暴雨，暴雨強度均在200 mm以上。8月12日全縣又普降暴雨，本次暴雨的特點是來勢猛、強度大、覆蓋面積大、雨量集中。“74.8”暴雨主要分布在徐州整個東部地區(qū)。本場暴雨區(qū)域日雨量在124.6～374.6 mm之間，全縣平均降水量為270.2 mm；暴雨中心在睢寧境內附近的小王莊，日降水量達374.6 mm，是多年平均年降水量的43.2%；睢寧城區(qū)日降水量達到289.6 mm；是多年平均年降水量的33%；全縣日平均降水量270.2 mm，是多年年平均雨量的30.8%。暴雨中心1 小時最大降雨為86.1 mm，2 h 最大降雨159.4 mm，24 h 最大降雨374.7 mm，此場暴雨無論強度、雨量還是集中程度和覆蓋面積，在本區(qū)域內都是歷史上少見的。雨后遍地積水，溝河洋溢，造成10萬hm2農作物受災，倒塌民房6萬多間，死傷人數百余人，造成嚴重損失。

通過上述分析，睢寧站降水量及暴雨變化特性主要表現在：降水量年際變化大，降水量隨時序的變化具有明顯的隨機性和周期性，并有連豐、連枯和豐、枯交替及周期性變化規(guī)律，且枯水期和豐水期持續(xù)時間長，枯水年多與豐水年。年內降水量變化不均，非汛期干旱少雨，汛期降雨集中，暴雨頻繁，致使本地區(qū)干旱、洪澇自然災害頻發(fā)。因此，應進一步加強降水資源的特性研究，了解和掌握降水的變化規(guī)律和暴雨洪水特性，為該地區(qū)的抗旱防澇、水資源的開發(fā)利用、水環(huán)境保護提供科學有效的依據。