江西省贛撫平原灌區降雨分布及干旱等級劃分

王 少 華

(江西省灌溉試驗中心站， 南昌 330201)

當前，我國水資源不僅總量不足，而且還存在著時間和空間上的嚴重不均勻性，即在時間分布上，在我國的大部分地區春、夏季降雨量多，秋、冬季降雨量普遍較少。降雨多集中在雨季，而旱季則干旱時間持續較長。鄱陽湖流域處亞熱帶季風氣候區，水資源分布不均勻，從地域分布上看，降雨量北部多于南部，東部多于西部，流域內的周邊山區多于中部盆地；從時間分配上看，4-6月為降雨集中季節，且降雨多以暴雨形式出現，降雨約占全年降雨量的45%～50%，而7-9月降雨量減少，僅占全年的20%左右[1]。

雖然我省降雨總量豐富，但時空分布不均，伏旱、秋旱頻繁發生；與此同時，農業灌溉用水浪費嚴重，用水效率低下[2]。因此，分析區域降雨分布及合理劃分干旱等級，是進行區域水資源優化配置，灌好關鍵水，減少旱情危害的關鍵，對提高區域水資源利用效率，保證用水安全和糧食生產安全具有重大的現實意義。

1 材料與方法

本文以江西省贛撫平原灌區為分析對象。贛撫平原地處鄱陽湖平原腹地，為贛江下游東岸和撫河下游東西兩岸的三角洲地帶。位于江西省中部偏北地區，地跨東經115°31′～116°10′，北緯28°00′～28°40′，總面積約2 000 km2。地面高程為海拔15～75 m(吳淞高程)。洼地、湖泊及河道溝港約占11.9%，高地和丘陵約占9.1%。區內系第四系沖積層，屬松散巖類孔隙含水巖組，以中強富水的沖、湖積含水層為主。區內土壤資源豐富，類型較多。根據土壤形成條件和屬性劃分，主要有紅壤土、水稻土、草甸土、黃棕壤土及旱地壤等類型。水稻土是灌區面積最大的一類耕作土壤。贛撫平原屬于熱帶季風氣候區，多年平均降水量為1 512 mm，多年平均蒸發量(E-601)為1 100 mm。7-9月受到熱帶高壓控制，除有地方性雷雨和臺風外，多為晴熱天氣。灌區農作物以雙季水稻為主，為江西省重要商品糧基地之一。

本文分析數據來自江西省灌溉試驗中心站1978-2012年氣象觀測數據。氣象場坐落于南昌縣向塘鎮，贛撫平原灌區中部。

本文應用SPSS17.0軟件，對灌區降雨量進行統計分析，并采用水文適線法進行排頻分析[3-5]；同時，利用Mann-Kendall檢驗法對降雨量進行趨勢性變化分析[6]。

2 結果與分析

2.1 贛撫平原灌區降水時間分布規律分析

2.1.1 降水量描述性統計分析

通過SPSS17.0軟件對江西省灌溉試驗中心站1978-2012年降雨量數據分月進行描述性統計分析，結果如表1所示。

據表1可知，贛撫平原灌區多年平均降雨量為1 512 mm，最大年降雨量為2 296 mm，最小年降雨量為940.9 mm。降雨在年內分布不均勻，春季-夏初多雨，4-6月降雨量均值達到688.7 mm，降雨量占年雨量的45.5%；7-9月水資源相對不足，3個月平均降雨量為324 mm，僅占年降雨量的21.4%。

從分月降雨量的中位數分析來看，年降雨量中位數為1 481 mm，接近于平均數1 512 mm，偏度系數為0.332，偏小，因此，年降雨量比較穩定；而部分月份降雨數據年際波動性比較大，偏度系數大于1，存在明顯的右側較長尾部。其中，6月中位數為247.7 mm，平均值為273.8 mm，而最大值高達942.9 mm，偏度系數達到2.223，分布明顯右偏。7-9月降雨量中位數分別為116.3、97.9和53.7 mm，總和為267.9 mm，降雨處于偏少狀態。

表1 分月降雨量描述性統計分析 mm

而據江西省灌溉試驗中心站1978-2012年水稻需水量統計數據分析來看， 8月需水量為最大，9月需水量次之。其中，8月和9月需水量均值分別為172.6和152.6 mm，月需水量均大大高出其間降水量，表現出容易受旱狀況。7月需水量為118.6 mm，上旬為早稻黃熟期，田面為落干狀態，需水量小，但中下旬為晚稻整田栽插和返青階段，泡田用水量大，用水集中，且田面需保持一定水層以利返青，這時期用水量大，為灌溉用水高峰期，遇降雨量少時，容易出現受旱狀況。

2.1.2 降水量趨勢性分析

通過對江西省灌溉試驗中心站1978-2012年年降雨量和水稻需水關鍵期(7-9月)數據進行分析，繪制趨勢變化圖(見圖1)。

圖1 年總降雨量、7-9月降雨量趨勢圖

從圖1可以看出，年總降雨量值、7-9月降雨量值沒有明顯的趨勢性變化。通過利用Mann-Kendall檢驗法對上述降雨量值進行一致性檢驗，結果表明，7-9月降雨量檢驗值均非常小，而且對應的P值均在0.8以上(具體見表2)，通過了一致性檢驗，沒有顯著性差異。而年降雨量對應的檢驗值為0.19，P值為0.11，超過90%的置信區間，通過了一致性檢驗，沒有顯著的趨勢性變化。

2.1.3 降水量排頻分析

當降水量數據滿足了一致性條件，可采用皮爾遜III型函數對歷年降雨量數據來估計總體統計參數和分布規律。通過對歷年降量雨數據進行分析，得到降雨量的樣本參數如表3所示。

表2 1978-2012年降雨量Mann-Kendall檢驗值 mm

表3 降雨量的樣本參數

Cv即為變異系數，變異系數越大說明離散化程度越高。從樣本估計的Cv來看，表明7-9月的降雨波動大，年際差異大，降雨極不均勻；其中9月的波動最為激烈，說明這段時間容易產生季節性干旱。從年總降雨量來看，其均值為1 512 mm，而且波動較小。

根據1978-2012年降水量統計數據樣本，通過P-Ⅲ曲線軟件，利用適線法估計頻率理論估計法，得到贛撫平原灌區各頻率年月降雨量，具體見表4。

表4 贛撫平原灌區各頻率年降雨量 mm

通過分析計算，得到90%頻率年年降雨量為1 088 mm，7-9月分別為38、29、9 mm；75%頻率年降雨量為1 264 mm，7-9月分別為61、60、27 mm；50%頻率年年降雨量為1 482 mm ，7-9月分別為102、108、53 mm。不同頻率年的月降雨量差異較大，其中90%頻率年9月降雨量較小。

2.2 贛撫平原灌區干旱時間分布分析

2.2.1 旱情等級劃分

由于不同地區、不同氣候特點的差異，則干旱的定義有所不同，即使用同一個公式，其閥值也會差異很大[7-11]。所以，建立一個適合不同區域的干旱指標體系是十分必要的。

本文以江西省灌溉試驗中心站1978-2012年降雨量為分析對象，選用當前較為普遍采用的《氣象干旱等級標準》，利用降水距平百分比分析方法，對旱情等級進行劃分[12]。由于各地降雨分布以及降雨量變化程度差異較大，利用降雨量距平百分率劃分干旱等級對不同地區和不同時間段內以及不同時長有較大差別。因此，通過采用國內外較常用的累計頻率法對干旱指標的閥值進行修正。通過利用江西省灌溉試驗中心站1978-2012年降雨量數據，計算年降雨量累計頻率，得到修正后的干旱等級指標閥值，年降水距平百分率的原始值與修正后的值見表5。

2.2.2 灌區干旱年分布分析

根據上表年降雨量距平百分率修正閥值，對江西省灌溉試驗中心站1982-2012年期間年降雨量數據進行分析，評價各年度不同干旱情況，具體見表6。

從表6來看，贛撫平原灌區近30年來，特旱年份有2 a，占比6.4%，重旱年份有2 a，占比6.4%，中旱年份有3 a，占比9.8%，輕旱年份有2 a，占比6.4%，正常年份有22 a，占比71.0%。因此，總體來說，受旱年份占比29%，其中中旱以上年份占比22.6%；正常年份占比71%。

表5 年降雨量距平百分率原始值及修正后的閥值

表6 贛撫平原灌區干旱年份分布情況

2.2.3 灌區7-9月干旱分布分析

通過利用月降雨量數據進行修正《氣象干旱等級標準》中的月份尺度干旱閥值。修正情況如表7所示。

表7 月降雨量距平百分率原始值及修正后的閥值

由表7可知，降雨量距平百分率干旱等級的原始閥值與修正閥值基本一致，這也從實測資料的角度證實了干旱評估標準中給出的降雨量距平百分率干旱指標在贛撫平原灌區較為實用，可用于灌區氣象干旱監測。

現采用干旱等級修正閥值對江西省灌溉試驗中心站1978-2012年水稻易旱期7-9月降雨量數據進行干旱分析，分析結果見表8。

從表8來看，贛撫平原灌區近35年來，7月特旱年份有1 a，占比2.9%，重旱年份有1 a，占比2.9%，中旱年份有1 a，占比2.9%，輕旱年份有6 a，占比17.1%，7月受旱年份占比為25.8%,正常年份有26 a，占比74.2%。因此，總體來說，7月受旱年份較少，以輕旱為主。8月無特旱年份，重旱年份有4 a，占比11.4%，中旱年份有2 a，占比5.7%，輕旱年份有6 a，占比17.2%，正常年份有23 a，占比65.7%。因此，總體來說，8月受旱年份占比為34.3%，受旱年份較7月明顯增加，較容易受旱。9月特旱年份有3 a，占比8.6%，重旱年份有2 a，占比5.7%，中旱年份有3 a，占比8.6%，輕旱年份有4 a，占比11.4%，正常年份有23 a，占比65.7%。因此，總體來說，9月受旱年份占比為34.3%，受旱年份較7月明顯增加，但與8月持平，表現為較易受旱。但受旱嚴重程度8月比7月嚴重，9月比8月嚴重，八九月為重點抗旱期。

表8 贛撫平原灌區7-9月干旱年份分布

3 結 語

(1)贛撫平原灌區降雨在年內分布不均勻，4-6月降雨量占年雨量的45.5%，7-9月降雨量占年降雨量的21.4%。年總降雨量偏度系數偏小，6-9月降雨量年際波動性比較大，偏度系數偏大。年總降雨量值、7-9月降雨量值沒有明顯的趨勢性變化。

(2)贛撫平原灌區近30年來，受旱年份占比29%，其中，中旱以上年份占比22.6%；正常年份占比71%。

(3)贛撫平原灌區7月受旱年份較少，以輕旱為主；8月和9月受旱年份占比均為34.3%，比較容易受旱，八九月為重點抗旱期。

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