湖南省南部水庫強降水面雨量特征分析

黃志萍

（湖南省氣象服務中心 長沙市 410118）

湖南位于 24°38′～30°08′°N，108°47′～114°15′°E之間，總的地貌特征是：東、南、西及西北部為山地圍繞，中部丘崗起伏，北部低緩，呈西高東低，南高北低，以洞庭湖為中心朝北開口的不對稱馬蹄形盆地；湖南省是屬于亞熱帶季風氣候，年平均降水量為（1 200～1 500）mm之間，少雨年年總量不足1 000 mm，多雨年年總量超過1 800 mm，年際變化大。湖南省南部與兩廣交界，處于南嶺山脈的北部，降水資料顯示湖南省南部區(qū)域的降水量多數(shù)年份高于全省的年平均降水量，特別是汛期天氣多變，暴雨頻繁。水庫面雨量預測對水庫流域的蓄水、防洪至關重要，也是氣象專業(yè)服務的工作重點、難點，本文通過對雙牌水庫、東江水庫日面雨量季節(jié)分布、頻次分布、強降水等級分布、極值分布等統(tǒng)計特征進行研究，以期為庫區(qū)面雨量預報提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

利用南部水庫流域內(nèi)2001～2010年共10年氣象站點逐日（08∶00～08∶00）雨量實況資料，采用算術平均法，分別計算出各流域的面雨量。計算面雨量的時段為即日面雨量。資料分析顯示，當日面雨量≥20 mm，在庫區(qū)的測站多出現(xiàn)大雨以上的降水，所以，我們將強降水面雨量劃分為（20～29．9）mm，（30～49．9）mm，（50～69.9）mm，≥70 mm 4 個等級。

采用算術平均法計算面雨量，即將該流域各站測得的同期雨量相加后，除以總站數(shù)，即為流域面雨量:

式中n——總站數(shù)；

pi——各站同期雨量。

2 強降水面雨量頻次分布特征

2.1 雙牌水庫流域

雙牌水庫流域位于湘江一級支流瀟水中游，湖南省南部，控制流域面積10 330 km2，流域內(nèi)有5個氣象觀測站參加面雨量計算。從2001～2010年庫區(qū)流域（08∶00～08∶00） 逐月強降水面雨量頻次分布情況，可以看出:

（1）庫區(qū)流域每個月都出現(xiàn)20 mm以上的強降水日面雨量，強降水日面雨量出現(xiàn)次數(shù)最多的月份是6月份為45次，9月份最少，為5次。主要集中在3～8月，占78.4%，9月至次年2月庫區(qū)流域出現(xiàn)20 mm以上強降水的頻次相對較少。

（2） （20～29.9）mm 強降水的頻次最多，4～6 月份最集中，有55次，其中4月份頻次最多有22次，6月為18次，5月為15次。

（3） （30～49．9）mm 強降水在 4～7 月份出現(xiàn)的頻次最多。4月份為16次，5月、6月都出現(xiàn)了15次，7月為11次。

（4） （50～69.9）mm 的強降水出現(xiàn)了 24 次，5 月份出現(xiàn)了8次，6月有7次，11月出現(xiàn)了3次，7、8月各2次，3、4月各1次。

（5）≥70 mm的強降水有10次，6月份出現(xiàn)次數(shù)最多，為5次。7月份2次，5、8、10月份各1次。

2.2 東江水庫流域

東江水庫位于湘水一級支流耒水上游，湖南省的東南部，控制流域面積4 719 km2。占耒水流域面積39.6%，庫區(qū)只有3個國家基礎氣象站點。從2001～2010 年庫區(qū)流域（08∶00～08∶00）逐月強降水面雨量頻次分布情況，可以看出:

（1）庫區(qū)流域每個月均有20 mm以上的強降水日面雨量出現(xiàn)，出現(xiàn)次數(shù)最多的月份是6月份為47次，12月份最少，為2次。主要集中在3～8月，占80.6%，9月至次年2月庫區(qū)流域出現(xiàn)20 mm以上強降水的頻次相對較少。

（2） （20～29.9）mm 的頻次最多，4～6 月份出現(xiàn)的頻次最集中，出現(xiàn)了60次，其中6月最多有22次,4月有20次，5月18次。

（3） （30～49．9）mm 的強降水 6 月出現(xiàn)次數(shù)最多有16次，12月份為0次。

（4） （50～69.9）mm 的強降水出現(xiàn)了 11 次，出現(xiàn)在4-8月份，6月最多有4次。

（5）≥70 mm的強降水出現(xiàn)了13次，集中在5～8月份，6月份出現(xiàn)了5次。

2.3 湖南省南部水庫流域強降水有以下特征

通過對2001～2010年二流域的強降水的分析，湖南省南部水庫流域強降水有以下特征（表1、表2）：

（1）流域的強降水具有季節(jié)性，春季頻次增幅大，秋季降幅也大。

（2）10年間流域每個月都有20mm以上的強降水的出現(xiàn)，強降水面雨量主要出現(xiàn)在3～8月份，頻次的大值區(qū)間在4、5、6月，12月～次年2月的強降水出現(xiàn)的頻次相對較少。

（3）從強降水頻次變化看東江水庫在4～6月達到高峰值，7月份頻次明顯減少，8月份頻次又略升高，9月頻次繼續(xù)減少，出現(xiàn)兩個峰值。雙牌水庫在11月份強降水頻次有一次反彈。出現(xiàn)又一小高峰。

（4）兩流域的強降水面雨量中﹤50 mm的占比最大，≥70 mm的強降水頻次相差小。（50～69.9）mm的強降水的頻次相差較大。雙牌水庫出現(xiàn)了24次，是東江水庫的2倍多。

（5）10年間兩流域內(nèi)50 mm以上的強降水在9月份至次年的3月份沒有出現(xiàn)過。

表1 2000～2010年各月強降水日面雨量次數(shù)分布（次）

表2 2000～2010年各級強降水日面雨量次數(shù)分布（次）

3 面雨量極值分布特征

（1） 從 2000～2010 年水庫流域（08∶00～08∶00）各月面雨量極值分布情況來看（附圖），最強的降水在7～8月均有可能出現(xiàn)。

（2）雙牌水庫流域的降雨最大值為138.9 mm，出現(xiàn)在7月;東江流域面雨量最大值出現(xiàn)在8月，為186.2 mm（附圖）。

附圖 2001～2010年流域逐月面雨量極大值分布

（3）從極大值的變化曲線來看，兩流域變化趨勢接近，呈雙峰型，即：主、次峰的特征，第二峰值出現(xiàn)在10月份。

（4）冬季期間，流域面雨量極值均降到1年中最低。

4 結 論

通過對湖南南部兩水庫流域10年間強降水面雨量歷史資料分析，推斷出湖南南部相鄰的兩個水庫流域的強降水面雨量時空分布特征：

（1）水庫流域強降水面雨量出現(xiàn)頻次具有明顯的季節(jié)變化和年際變化特征。冬季頻次少，夏季頻次最多，春季頻次急增，秋季急降。水庫流域10年內(nèi)，共出現(xiàn)20 mm以上面雨量424次，平均每年42．4次；（50～69.9）mm強降水共有35次，平均每年3.5次;70 mm以上強降水出現(xiàn)了23次，平均每年出現(xiàn)2.3次。3～8月為強降水集中期，占總次數(shù)的79.5%。

（2）水庫流域強降水面雨量頻次最為集中的在4、5、6月，12月～次年2月的強降水出現(xiàn)的頻次相對較少。50 mm以上的強降水在12月～次年2月沒有出現(xiàn)過。

（3）水庫流域逐月的強降水頻次分布呈現(xiàn)雙峰型，即：主、次峰特征，強降水面雨量頻次最多的月份為6月，4～6月達到強降水次數(shù)的第一個高峰，7月出現(xiàn)明顯的減少，東江水庫8月份頻次又略升高，為第二峰值，9月頻次繼續(xù)減少。雙牌水庫在11月份強降水頻次有一次反彈，出現(xiàn)又一小高峰。

（4）水庫流域強降水面雨量等級分布差異較大的是，50 mm以上的強降水集中出現(xiàn)在5～8月，（50～69.9）mm的強降水頻次雙牌水庫是東江水庫的2倍多?！?0 mm的強降水的頻次東江水庫多于雙牌水庫，4～6月間 （30～49.9）mm 的強降水頻次雙牌水庫多于東江水庫。

（5）從極大值的變化曲線來看，兩流域變化趨勢接近，呈雙峰型，即：主、次峰特征，東江水庫在8月出現(xiàn)面雨量極大值的峰值，雙牌水庫在7月出現(xiàn)。東江水庫流域的峰值大于雙牌水庫流域。

1年中4～8月的降水頻繁，也是湖南省的主汛期，水庫的防汛抗旱責任重大，通過氣象這門學科對氣候特征進行科學的研究，對強降水的出現(xiàn)時段做出精準預測，為水庫用戶能在充分發(fā)揮防災減災作用的同時，又能在發(fā)電功能上產(chǎn)生最大的經(jīng)濟效益提供科學的理論依據(jù)，實現(xiàn)水資源利用的最大化。

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