撫順市56年降水演變過程規(guī)律

李慶昕，韓春雷，趙源媛

(1.遼寧省水文水資源勘測(cè)局撫順分局，遼寧 撫順 113015；2.遼寧省水文水資源勘測(cè)局沈陽分局，遼寧 撫順 110043)

撫順市56年降水演變過程規(guī)律

李慶昕1，韓春雷1，趙源媛2

(1.遼寧省水文水資源勘測(cè)局撫順分局，遼寧 撫順 113015；2.遼寧省水文水資源勘測(cè)局沈陽分局，遼寧 撫順 110043)

降水是一個(gè)地區(qū)甚至是國(guó)家農(nóng)田水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)等工作的基礎(chǔ)資料，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，是水資源開發(fā)、利用與管理、環(huán)境與生態(tài)規(guī)劃等工作的重要根據(jù)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與決策具有十分重要的作用，特別是對(duì)預(yù)評(píng)旱、澇、洪災(zāi)發(fā)生規(guī)律，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)提供信息祈禱關(guān)鍵性作用。

撫順市；降水；年際分布；降水距平；特征分析；規(guī)律

1 研究?jī)?nèi)容

對(duì)撫順市的多年降水資料進(jìn)行分析處理，利用降水距平百分率法和頻率分析進(jìn)行分析降水隨時(shí)間的變化規(guī)律；根據(jù)各測(cè)站資料分析降水的空間變化特征；建立撫順市旱災(zāi)預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)旱災(zāi)發(fā)生規(guī)律，為防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)提供參考依據(jù)。

1)對(duì)降水年際變化、年內(nèi)變化、最大1d降水、降水距平等進(jìn)行分析。

2)年降水量變化趨勢(shì)及其預(yù)測(cè)。

3)撫順市降水空間變化特征。

4)頻率分析。

通過撫順市水文部門搜集了撫順(1951—2006年)、清原縣(1957—2006年)、新賓縣(1959—2006年)每天的降水資料(逐日降水量)。

撫順市3個(gè)降雨測(cè)站分布情況：①撫順位于沈陽市的東部，大伙房水庫(kù)的西部；②清原位于撫順市的東北部，新賓的北部；③新賓位于清原的南部，撫順的東南部。

2 特征分析

2.1 降水年際分布特征

根據(jù)撫順市3個(gè)降雨測(cè)站1951—2006年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用算術(shù)平均法計(jì)算逐年降水量，可以得到撫順市多年平均年降水量為667.5mm，近30a(1977—2006年)的年均降水量為635.0mm，近10a(1998—2006年)的年均降水量為602.4mm。年降水量值最大的年份是2005年，降水量為959.9mm，年降水量值最小的年份是1978年，降水量?jī)H為442.9mm，極值比為2.17，最大年降水量為多年平均年降水量的1.51倍，最小年降水量為多年平均年降水量的66.35%。年降雨量分布分別用三點(diǎn)圖和柱狀圖見圖1。

圖1年降雨量分布圖

1)1959—1964年(14a)年降雨量的平均值為736.1mm。其中年最大值出現(xiàn)在1960年，年降雨量達(dá)到了910.7mm。最小值出現(xiàn)在1958年，年降雨量只有551.7mm。

2)1965—1978年(14a)年降雨量的平均值為650.2mm。其中年最大值出現(xiàn)在1973年，年降雨量達(dá)到了810.7mm。最小值出現(xiàn)在1978年，年降雨量只有442.9mm。

3)1979—1992年(14a)年降雨量的平均值為640.7mm。其中年最大值出現(xiàn)在1985年，年降雨量達(dá)到了882.7mm。最小值出現(xiàn)在1982年，年降雨量只有486.8mm以。

4)1993—2006年(14a)年降雨量的平均值為643.2。其中年最大值出現(xiàn)在1995年，年降雨量達(dá)到了959.9mm。最小值出現(xiàn)在1997年，年降雨量只有456.9mm。

綜合分析可以得出：近60a年降雨量有相對(duì)減少的趨勢(shì)，但是近40來年的變化不大，多數(shù)年份降雨量基本上在600mm左右波動(dòng)，降水量年際變化較大，年際分配不均勻。56a中，年降水量超過800mm的年份出現(xiàn)過9次，年降水量<500mm的年份出現(xiàn)過5次[1]。

2.2 降水年內(nèi)分布特征

根據(jù)1951—2006年3個(gè)降雨測(cè)站各月的資料，可計(jì)算出多年平均降水量年內(nèi)分配，見表1和圖2。

表1 多年平均降水量年內(nèi)分配

圖2多年平均降水量年內(nèi)分配圖

可以看出：

1)撫順地區(qū)降水量年內(nèi)分配不均，年降水大多集中在6月、7月、8月份，其中7月份所占全年降水總量比例最大，占到全年降水總量的25.7%左右，8月份所占比重次之，為23.3%左右，而且1月、2月份平均月降水量比較少，所占全年降水總量分別為1%、1.3%。

2)從季節(jié)分配上看，夏季降水量最多，可以占到全年降水總量的63.3%左右，冬季降水量少，只占全年降水總量的3.7%，春秋各季節(jié)降水量可占全年降水總量的15%上下。

2.3 最大日降水分析

1951—2006年中，年最大日降水在6月份所發(fā)生的次數(shù)為3次，在7月份發(fā)生的次數(shù)是21次，于8月份發(fā)生的次數(shù)是29次，于9月份發(fā)生的次數(shù)是3次。歷年日最大降水量最大值為116.1mm，于2005年8月13日發(fā)生，按降水等級(jí)的劃分，此次降水等級(jí)為大暴雨。在56a當(dāng)中，僅有4a的日降水量>100mm的大暴雨(每年1次)，但是35a發(fā)生了日降水在50～100mm的暴雨，發(fā)生暴雨得年份占到了系列年份的64.3%。

撫順暴雨和大暴雨大多在主汛期的7、 8兩月發(fā)生，只有個(gè)別的在6月和9月發(fā)生，其中暴雨在6月發(fā)生的次數(shù)僅為1次，在7月發(fā)生的次數(shù)達(dá)到15次，在8月發(fā)生為21次，在9月發(fā)生為2次。在42次暴雨中，20世紀(jì)50年代發(fā)生了共計(jì)7次，60年代所發(fā)生6次，70年代發(fā)生8次，80年代發(fā)生6次，90年代發(fā)生8次，從2000—2006年之間發(fā)生了4次。由此判斷出年際間暴雨發(fā)生較平均，不存在顯著的差異。

2.4 降水量距平分布

降水量距平就是計(jì)算期內(nèi)降水量與多年同期平均降水量的差值。累計(jì)距平即是一種常用的由曲線直接判斷變化趨勢(shì)的方法，當(dāng)累計(jì)距平曲線呈上升趨勢(shì)，表示距平增加要素值也為上升趨勢(shì)，否則為下降趨勢(shì)[2]。

圖3 撫順市年降雨量距平分布圖

20世紀(jì)90年代以后降水量偏少發(fā)生的頻率明顯增加，并且連續(xù)出現(xiàn)了的干旱年。如果連續(xù)3a距平值是負(fù)數(shù)的話，便可認(rèn)為是枯水期。由此看出，在1951—2006年中，曾出現(xiàn)過1961—1963年、1968—1970年、1976—1979年、1991—1993年以及從1999年至今的6個(gè)枯水年段。

表2 降水量距平分布表

由表2可以看出，降水的豐枯趨勢(shì)大概可以分為：20世紀(jì)50年代降水量與多年平均降雨量相比偏多，60年代降水比較正常，70—90年代降水量與多年平均降雨量相比偏少，而21世紀(jì)后的降水量均值為623.1mm，比多年平均值低了6.6%。

2.5 年降水量變化趨勢(shì)分析

根據(jù)每年的年降水總量和多年平均年降水量，計(jì)算出每年的模比系數(shù)，再求得其差值并逐年依次累加繪成的過程線，稱為差積曲線。年降水量的模比差積曲線可以地反映年際間降水的豐枯變化情況。當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是下降的，說明此時(shí)期為枯水期；當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是上升的，說明此時(shí)期為豐水期。差積曲線不同的形狀反映了不同的降水周期[3]。計(jì)算公式為：

Ki=Hi/H0

(1)

(2)

式中：Ki為第i年年降水量的模比差積系數(shù)(i=1，2，…，n)；Hi為第i年年降水量；H0為多年平均年降水量；C為年降水量模比差積系數(shù)差值的代數(shù)和，計(jì)算結(jié)果見圖4。

圖4 撫順市年降水量模比系數(shù)差積曲線圖

從圖4中可以看出，1952—1960年除1958年曲線略下降外其它年均為為上升段(豐水段)，1961—1975年總體上呈上升趨勢(shì)，但在每個(gè)上升段的同時(shí)有若干個(gè)較小的下降的波動(dòng)出現(xiàn)，從1976年到1982年轉(zhuǎn)為下降階段，1983年到1987年處在上升的趨勢(shì)之后從1988年到2004年轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的下降段(枯水段)，并且在每一下降段同時(shí)有若干個(gè)較小的上升的波動(dòng)段出現(xiàn)。2004—2006年降雨量有增加的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)增加趨勢(shì)會(huì)持續(xù)到2011年。在這其中含有一個(gè)連續(xù)長(zhǎng)達(dá)17a(1988—2006年)的枯水階段存在，而從1988年至今一直處于枯水段，再結(jié)合距平分析結(jié)果，從1996年以來，撫順市正處于近50a來最嚴(yán)重的干旱時(shí)期，已經(jīng)連續(xù)7a處在少水狀態(tài)，自2005年情況開始所好轉(zhuǎn)，但仍在平均年降雨量以下。

2.6 撫順市降水空間變化特征

多年平均年降水量最大的站點(diǎn)為撫順站，為677mm，其次為清原站，年平均降雨量為661mm，最后是新賓站，年平均降水量分別為640mm，從整體上看，多年平均年降水量測(cè)站的測(cè)值都在500mm以上。

依據(jù)各站多年平均年降水量值可以得出：降水空間分布有所差異，年降水量分布與地形關(guān)聯(lián)緊密。撫順市降水總體分布呈由東南向西北高遞增的分布特征。降水量最大點(diǎn)一般出現(xiàn)在撫順市區(qū)域。附近地區(qū)多年平均年降水量也比較大[4]。

2.7 頻率分析

依據(jù)1951—2006年降水資料，分析參數(shù)，使用皮爾遜Ⅲ型最佳適線法來確定。利用頻率曲線軟件進(jìn)行選型以及配線，得出一下結(jié)論：撫順市多年平均降水量的變差系數(shù)Cv為0.21，Cs為1.42，R為Cs/Cv為6.76，從而得出不同頻率的年降水量分布，結(jié)果見表8及撫順站年降雨量頻率曲線PⅢ型曲線適線圖，見圖5。

圖5撫順市年降雨量頻率曲線PⅢ型曲線適線圖

3 結(jié) 論

1)撫順市多年平均年降水量值是667.5mm；年際降水變化比較大，多雨期與少雨期交替出現(xiàn)，豐枯變化比較頻繁，且有偏多或偏少的連續(xù)數(shù)年降水現(xiàn)象；最大年的降水總量(2005年的959.9mm)與最小年降水總量(1978年的442.9mm)的比值是2.17。20世紀(jì)50年代降水較豐，但從90年代以來，降水量逐年下降趨勢(shì)明顯，自2005年降水量有所回升，預(yù)計(jì)隨后將進(jìn)入到豐雨期。

2)撫順市年內(nèi)降水分配極不均勻，全年的降水主要集中在汛期的6—9月份，在汛期的降水量約占到全年降水總量的72.2%。撫順市暴雨的發(fā)生頻率比較高，發(fā)生暴雨的年份占系列年份的64.3%。近來撫順市已經(jīng)持續(xù)6a干旱，但預(yù)計(jì)在2005年之后將會(huì)進(jìn)入相對(duì)而言的豐水的時(shí)期。

3)撫順市地區(qū)多年平均年降水分布總體上呈東南低、西北高的特征，降水的峰值點(diǎn)在撫順市一帶，該地區(qū)亦是暴雨多發(fā)區(qū)。

[1]鞠笑生，楊賢為，陳麗娟，等.我國(guó)單站旱澇指標(biāo)確定和區(qū)域旱澇級(jí)別劃分的研究[J].應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1997，8(01):26-32.

[2]Richard R．Heim Jr.美國(guó)2O世紀(jì)干旱指數(shù)評(píng)述[J].干旱氣象，2006，24(01):79-89.

[3]劉庚山，郭安紅，安順清，等.帕默爾干旱指標(biāo)及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2004，13(04):21-27.

[4]張葉，羅懷良.農(nóng)業(yè)氣象干旱指標(biāo)研究綜述[J].資源開發(fā)與市場(chǎng)，2006，22(01):50-52.

56YearsPrecipitationEvolutionLawinFushunCity

LI Qing-xin1；HAN Chun-lei1and ZHAO Yuan-yuan2

(Fuxun Sub-bureau of Liaoning Province Hydrological and Water Resources Surveying Bureau，F(xiàn)ushun 113015，China；2.Shenyang Sub-bureau of Liaoning Province Hydrological and Water Resources Surveying Bureau，Shenyang 110043，China)

Rainfall is the basic data of farmland water conservancy project planning and design in a region and even a state，is the basic natural resources and strategic economic resources of economic and social development，is an important base for the development，utilization and management of water resources，environment and ecology planning work.It plays a very important role in the development of national economy and decision making，especially in the pre assessment of flood，drought occurrence，and provides information for disaster prevention and reduction.

Fuxun City；precipitation；yearly distribution；Precipitation anomaly；feature analysis；law

1007-7596(2014)01-0014-04

2013-10-25

李慶昕(1985-)，男，山東德州人，助理工程師；韓春雷(1987-)，男，天津?qū)氎嫒耍砉こ處煟悔w源媛(1980-)，女，甘肅涇川人，工程師。

P426.6

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