池河明光站以上流域降水量時空分布特征分析

秦永泰++趙可濱

摘要： 為揭示池河流域降水量時空分布特征，對明光站以上流域8個雨量站1970～2009年的逐月降水量資料進行處理分析，得出流域全年、汛期和非汛期的歷年過程線和降水量空間分布圖。結果表明：池河流域降水量年內分配不均勻，為典型的“復式峰”型，汛期降水量占全年的60%以上；全年和汛期降水量序列呈不顯著的減少趨勢，且有相似的漲-落變化過程；在空間上，全年和汛期降水量具有由東部山地丘陵區向西部崗地逐漸減少的分布特點。

Abstract： In order to reveal the characteristics of precipitation time-spatial distribution of Chi river basin， the monthly precipitation data of 8 precipitation stations upstream Mingguang hydrological station are processed， and the annual， flood and dry season precipitation hydrographs and the rainfall spatial distribution maps are got. The results show that： the annual precipitation distribution nonuniformity in Chi river basin， and the curves mainly belong to double peak type， the flood season precipitation account for over 60% of the annual. The annual and flood season precipitation time series showed decreasing tendency， and had similar fluctuation process. In spatial terms， the annual and flood season precipitation of eastern hilly area are more than western downland.

關鍵詞： 降水量；Kendall秩次相關檢驗；池河流域

Key words： precipitation；Kendall rank correlation test；Chi river basin

中圖分類號：P333 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）08-0194-02

0 引言

大氣降水作為一種非常重要的氣候因子，近年來受全球氣候變化和人類活動的影響，發生了很大變化。目前，有關淮河流域以及安徽省的大尺度降水研究較多[1-3]，而對池河流域的降水研究相對較少。由于降水的時空分布特征對池河洪水的形成起著決定性作用，加之池河各支流源短坡陡，洪水匯集時間短，水位上漲快，流域防汛形勢嚴峻。因此對池河流域的降水進行研究，探討其時空分布規律，對區域社會發展具有一定的參考意義。

1 研究區概況

池河發源于定遠縣大金山東麓，由南向北流經定遠縣、明光市兩地，于洪山頭匯入淮河，河長245km。池河流域受季風影響明顯，四季分明，降水量年內分配不均，旱澇時有發生。流域上游山巒起伏，為山地丘陵區，屬構造—剝蝕地形；中下游被多條支流分割，為崗土旁沖擊地形，屬堆積—剝蝕地形。池河流域的降水量時空分布特征受地形地貌和氣候特性影響明顯。

2 資料與方法

研究所應用的降水資料包括池河明光站以上流域8個雨量站（蔣集、明光、石角橋、三界、三和集、張橋、池河和齋朗8個站點）1970～2009年共計40a的逐月降水量資料。

本文首先統計各站點全年、汛期、非汛期的多年平均降水量和集中度系數；然后，運用線性趨勢法和Kendall秩次相關檢驗法，對各序列降水量的變化趨勢進行分析；最后對各站點的不同序列數據進行克里格插值，得到各序列降水量的空間分布圖，以揭示池河流域的降水時空分布特征。

3 研究結果

3.1 降水量的年內變化特征

由圖1可看出：流域各時期年內降水量主要集中發生在汛期（5～9月），最大峰值均出現在7月；1970～1979年和1990～1999年兩個時期的降水量年內分配過程相似，汛期主峰偏低，約為160mm，并在主峰前有明顯的孤立峰，于主峰后伴有明顯的退水峰，整體為“矮胖復式峰”型；1980～1989年和2000～2009年兩個時期在汛期的峰值較大，約215mm，并在主峰前后有明顯的漲落過程，大體呈為“高瘦復式峰”型。由上述分析可知，各個時期的年內分配過程大體分為“高瘦”和“矮胖”兩種峰型，1970～2009年序列的峰型則綜合了兩者的特點，為典型的復式峰。

為了探究各時期降水系列的年內分配特征，這里應用集中系數來表征汛期降水對全年降水的貢獻能力，系數越大，降水分布越不均勻。根據集中度系數分析結果可知，各時期汛期降水量的集中度系數均大于0.60，其中7月份降水量最大，可達全年降水量的20%。這表明研究區降水量年內分配不均勻，且多發生于汛期。

3.2 降水量的年際變化分析

全年、汛期和非汛期三個降水序列的變化趨勢具有高度的一致性：均存在一定程度的波動性，并表現有相近的漲落過程和峰谷特征，且峰谷發生時間大都相同，其中全年與汛期序列呈遞減趨勢，非汛期序列呈遞增趨勢。根據線性回歸方程可知：全年和汛期序列的遞減速率分別為每10年減少6.08mm和10.61mm，非汛期的增加速率為每10年增加4.52mm。

為了進一步反映池河流域降水變化特性，采用Kendall秩次相關檢驗對各序列變化趨勢的顯著性進行分析（見表1）。經分析發現，全年和汛期序列的Kendall檢驗結果與線性擬合的結果相同，均為遞減趨勢，但不顯著；而非汛期呈不顯著遞減趨勢，相關系數β僅為-0.02，且與線性擬合的結果不盡相同，主要因為各年非汛期降水變化幅度較小，變化趨勢不明顯。綜合線性擬合的分析結果， 1970～2009年期間，池河流域全年和汛期序列的降水量呈減少趨勢，非汛期序列的降水量呈增加趨勢。

3.3 降水量空間分布特征

3.3.1 年降水量空間分布特征

流域內各站點年降水量相差不大，整體上由東部山地丘陵區向西部崗地逐漸減少，其中西南部高于中西部。具體表現為：全區年降水量介于850～950mm，其中東部明光、三界、三和集、池河與石角橋降水最多，為930～950mm，西部齋朗地區降水最少，為859.5mm；兩地過渡區域降水量等值線密集，降水空間分布差異較大；西南部降水量介于兩者之間，為900～930mm（見圖2）。

3.3.2 汛期降水量空間分布特征

通過空間統計分析可知，汛期降水量具有與全年降水量相似的由東向西逐漸減少的空間分布特征，此外兩者在大部分地區表現出同步升降的特點。全區汛期降水量分布較為均勻，變化梯度比較平緩，沒有降水量等值線密集分布的急劇變化區域。全區平均汛期降水量達600mm以上，其中明光地區汛期降水量最大，三和集次之，分別為644.4mm、634.4mm，蔣集降水量最少，為581.4mm。

為了更好揭示流域降水量的年內分布特點及集中程度，由圖3可知，全區降水集中系數均大于0.6，介于0.63～0.68之間，整體上由北向南逐漸減小，其中西北部的齋朗最大（0.68），西南部的蔣集最小（0.63）。在中北部地區，同緯度上的東部集中系數較西部的小，如與齋朗站（0.68）同緯度的三界站降水量集中系數為0.66。

4 結語

本文根據池河明光站以上流域的8個雨量站的降水量資料，應用Kendall秩次相關檢驗法、線性擬合法和克里格插值法等多種方法，分析了池河流域降水量的時空分布規律。研究結果表明：①研究區降水量年內分配十分不均勻，年內分配過程為典型的“復式峰”型，且降水多集中在汛期，占全年降水量的60%以上，其中7月份的降水最多，可達全年的20%；②1970-2009年本區全年和汛期降水量序列都呈減少趨勢，非汛期降水量序列呈增加趨勢；③汛期降水對全年的貢獻較大，且全年和汛期兩個降水序列具有相似的漲-落變化過程；④全年和汛期降水量在空間上具有由東部山地丘陵區向西部崗地逐漸減少的分布特點。

參考文獻：

[1]潘皎，王景才，楊麗.淮河上中游流域降水要素時空分布特征研究[J].人民珠江，2017，38（1）：15-20.

[2]彭洋，查良松.安徽省降雨量空間分布方法[J].地理空間信息，2010（1）：67-69.

[3]江俊杰，孫衛國.1959-2007年安徽省降水時空變化特征分析[J].中國農業氣象，2012（1）：27-33.