重慶合川三江上游降水時空分布特征

陳紅梅， 劉洪良， 聶 茜

(重慶市合川區氣象局， 重慶 401520)

合川因“嘉陵江、涪江、渠江”三江匯流而得名，近年來隨著全球極端天氣氣候事件的頻發，三江上游汛期極端降水頻繁出現，造成三江流域水位多次超警戒水位和保證水位，對人民生命財產安全造成了較大威脅。合川每年因過境洪水造成的經濟損失都在千萬元以上，合川區委、區政府和應急管理局、水利局等有關部門及沿江居民對三江上游降雨情況越來越關切。近年來，國內外許多學者對較大的不同流域的降水分布差異做了較多研究，MOBERG等[1-2]利用最大連續降水天數研究了歐洲、美國的極端降水事件的變化趨勢。肖揚等[3]分析了大渡河流域降水時空分布特征發現，大渡河下游年降水量多于上游和中游，整個流域降雨日數存在明顯的周期嵌套現象。賀俊平等[4]分析黃河流域的降水時空分布特征發現，黃河流域年降水量呈微弱下降趨勢。郭渠等[5]對三峽庫區暴雨時空特征及其與洪澇的關系分析指出，長江流域夏季洪水發生頻率高，且每次洪水都是因為暴雨造成，三峽庫區夏季暴雨與總降雨量呈正相關。但到目前為止還沒有針對合川本地化特色的三江上游流域降水時空分布特征的分析，為此，筆者對三江上游降水的時空分布進行分析，以便更好地掌握三江上游的降水特征，為當地政府提供更加精確精細的氣象服務產品，為當地防災減災提供決策參考。

1 研究區域概況與研究方法

1.1 研究區域概況

研究區域為合川三江流域(圖1)，該流域包括三大水系的交匯，一是嘉陵江的干流，二是涪江，三是渠江，研究流域面積為16萬km2[6]。嘉陵江流域發達的水系構成了巨大的扇形水系網絡，自下而上有涪江、渠江、西河、東河、白龍江和西漢水等支流。三江流域降雨量在地域分布上呈現南向北遞減，西向東遞增的布局形態，這是由于受到當地氣候和地理因素雙重影響的結果。東部秦嶺山地降雨量大，與南部秦嶺山區形成2個降雨區，年降水量通常在650～800 mm；北部地區降水較少，約460 mm；西漢水譚家壩以上的嘉陵江流域降水較少，在460～650 mm；中部成徽盆地降水居中，該區域降雨量600～750 mm。整個三江流域多年平均降雨量為650 mm左右。年內降水集中于5—10月的夏汛和秋汛時段，占全年降水量的75%～85%，11月到次年4月的冬春季節降水很少，占全年降水量的比重僅15%～20%。7—9月是三江流域降水量最大的月份，降水量占全年降水量的40%～50%，12月到次年2月則是合川三江流域降水量最少的月份，降水量占全年降水量的比重約8%。該區域內嘉陵江上游每年通常會有4次左右的局地暴雨，歷時短、強度大，通常發生于6—9月。綜上所述，合川三江流域的降水時空分布非常不均，地域分配不平衡，降水集中[7]。

1.2 研究方法

利用合川三江流域16個氣象站點1961—2019年的逐日降水資料，選取三江流域時間跨度內日最大降水量、年內超過95%分位數的降水日數、年內連續3 d最大降水量、年連續無雨日數、年降水量和年無雨日數等指標描述合川三江流域的極端降水時空演變特征。利用M-K方法[8]對合川三江流域的典型降水指標進行降水變化趨勢檢驗，利用各站點典型降水指標的M-K值進行空間變化分析，并利用插值法對各指標的空間分布特征進行分析。

2 結果與分析

2.1 合川三江流域降水的時序演變趨勢

從表1看出，合川三江流域各氣象觀測站1961—2019年的年降水量、日最大降水量、年內超過95%分位數降水日數、年內連續3 d最大降水量和年連續無雨日數整體沒有顯著變化，年無雨日數則呈現顯著的時序變化。從具體指標看，年降水量僅有武平站和岷縣站的變化趨勢通過顯著性檢驗，均呈顯著減少趨勢，其余各站不存在顯著變化。日最大降水量遂寧站、平武站通過顯著性檢驗，遂寧站呈顯著增加趨勢，平武站呈顯著減少趨勢。年內超過95%分位數的降水日數各站點均沒有通過顯著性檢驗。年內連續3 d最大降水量萬源站、遂寧站通過顯著性檢驗，均呈顯著增加趨勢。年無雨日數除平武站外，各站點均通過顯著性檢驗，呈顯著增加趨勢，該項指標變化趨勢最為顯著[9]。年連續無雨日數閬中站、達縣站、遂寧站和沙坪壩站均通過顯著性檢驗，呈顯著增加趨勢。

表1 合川三江流域1961—2019年典型降水指標的M-K值

2.2 合川三江流域降水的空間變化特征

從圖2可知，日最大降水量指標的M-K值在空間上以綿陽、廣元和巴中為界限，上游和下游地區分別呈減少和增加趨勢。連續3 d最大降水量的M-K值空間分布與日最大降水量空間分布基本相類似。年內超過95%分位數的降水日數整個三江流域基本上都為減少趨勢，但都沒有通過顯著性檢驗。年無雨日數則與年內超過95%分位數的降水日數M-K值相反，整個三江流域均呈顯著增加趨勢。年連續無雨日數僅有平武和武都很小的區域呈減少趨勢，其余流域內的大部分地區均呈顯著增加趨勢。年降水量三江流域全境基本呈減少趨勢，但均未通過顯著性檢驗。由此表明，三江流域的極端降水空間分布區域變化特征非常明顯。三江流域整個氣象站的無雨日數呈顯著增加趨勢，年連續無雨日數除平武和武都外大部分地區呈顯著增加趨勢，日最大降水量、年內連續3 d最大降水量均表現為上游減少、下游增加趨勢，年內超過95%分位數的降水日數和年降水量基本呈減少趨勢。

3 結論

利用合川三江流域16個觀測站1961—2019年的逐日降水資料，對其典型降水指標的時空分布特征進行分析，結果表明，合川三江流域的年降水量、日最大降水量、年內超過95%分位數降水日數、年內連續3 d最大降水量和年連續無雨日數整體沒有顯著變化，而年無雨日數時序變化顯著。三江流域的極端降水空間分布區域變化特征非常明顯，三江流域整個氣象站的無雨日數呈顯著增加趨勢，年連續無雨日數基本呈增加趨勢，日最大降水量、年內連續3 d最大降水量表現為上游減少、下游增加趨勢，年內超過95%分位數的降水日數和年降水量基本呈減少趨勢。