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        陜西省降水資料代表性及豐枯變化規(guī)律分析

        2017-08-28 22:49:13
        地下水 2017年4期
        關(guān)鍵詞:豐水年豐水期代表性

        張 娟

        (陜西省水資源管理辦公室, 陜西 西安 710004)

        陜西省降水資料代表性及豐枯變化規(guī)律分析

        張 娟

        (陜西省水資源管理辦公室, 陜西 西安 710004)

        選用陜西省27 處雨量站長(zhǎng)系列降水資料,應(yīng)用差積曲線分析降水量的周期性豐枯變化;采用降水量連豐連枯統(tǒng)計(jì)及其豐枯水年對(duì)比,分析降水量的豐枯變化規(guī)律;通過對(duì)降水量長(zhǎng)短系列相對(duì)誤差對(duì)比及不同頻率年降水分析,評(píng)價(jià)降水量資料系列的代表性。結(jié)果表明:1956-2000年系列豐水期、枯水期長(zhǎng)度基本相同,也基本包括了完整的豐枯周期,是最具有代表性的水文短系列。

        降水量;豐枯變化;代表性;分析;陜西省

        1 資料選用

        根據(jù)全國(guó)水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則要求,全省共選用了27個(gè)資料系列在56年以上、觀測(cè)質(zhì)量較好的降水量長(zhǎng)系列區(qū)域代表站,其中陜北3個(gè),關(guān)中17個(gè),陜南7個(gè),資料系列最長(zhǎng)的安康站為1929-2000年,最短的趙石窯、澇峪口站為1943-2000年。降水量代表站情況見表1。

        2 降水量豐枯變化

        2.1 周期性豐枯變化

        差積曲線的不同形狀,反映年降水量的周期性豐、枯交替變化規(guī)律。曲線的上升段,表示多水期,下降段表示少水期;在某時(shí)段內(nèi),曲線總趨勢(shì)上升,表示處于豐水期,總趨勢(shì)下降,表示處于枯水期,曲線的豐水期、枯水期構(gòu)成了一個(gè)完整的豐、枯周期。

        年降水量差積曲線(見圖1) 分析表明:年降水量豐枯變化過程受降水、暴雨等隨機(jī)因素影響,豐枯周期性規(guī)律較明顯,枯水期較豐水期長(zhǎng)。全省大部分地區(qū)在1930-1940年代處于枯水期,持續(xù)時(shí)間15 a左右,1950年代前后進(jìn)入豐水期,持續(xù)時(shí)間20 a左右,進(jìn)入1970年代又出現(xiàn)枯水期或平水期,持續(xù)時(shí)間大概10 a,1980年代初又進(jìn)入一個(gè)小的豐水期,持續(xù)時(shí)間5 a左右,從1985年后,就進(jìn)入了一個(gè)明顯的枯水段,持續(xù)時(shí)間一般15年。

        2.2 豐枯規(guī)律分析

        2.2.1 連豐連枯統(tǒng)計(jì)

        為分析降水量連豐、連枯嚴(yán)重程度,采用豐平枯水年劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)連豐、連枯作進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析。豐平枯水年判斷標(biāo)準(zhǔn):豐水年為降水量頻率P<37.5%;平水年為降水量頻率37.5%≤P<62.5%;枯水年為降水量頻率P≥62.5%。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn),判別代表站年降水量起始年份至2000年長(zhǎng)系列中的豐水年、枯水年,統(tǒng)計(jì)連豐期、連枯期出現(xiàn)頻次,計(jì)算連豐期、連枯期平均年降水量與長(zhǎng)系列多年平均年降水量的比值,即極值比,K豐和K枯分別為連豐期和連枯期的極值比。

        表1 陜西省降水量代表站情況

        年降水量連豐、連枯統(tǒng)計(jì)(見表2)分析表明:全省所有站連豐、連枯期以2 a出現(xiàn)次數(shù)最多,3 a次之,5 a或5 a以上連豐期、連枯期也有出現(xiàn)。如:安康站發(fā)生1979-1984年6 a最長(zhǎng)連豐期,黑峪口站發(fā)生1993-1998年6年最長(zhǎng)連枯期;有些站連豐、連枯期雖不是很長(zhǎng),但均值偏離長(zhǎng)系列均值程度較大。如:連豐3 a(1963-1965年)的澇峪口站K豐達(dá)1.79,連豐2 a(1980-1981年)的武侯鎮(zhèn)站K豐達(dá)1.57,連枯2 a(1936-1937年)的黑峪口站K枯僅0.22。

        表2 代表站年降水量連豐、連枯統(tǒng)計(jì)

        2.2.2 豐枯水年對(duì)比分析

        統(tǒng)計(jì)代表站在不同系列中年降水量為豐水年、枯水年的頻次,分析豐枯水年所占比例(見表3)。結(jié)果表明:1956-1979年,豐水年數(shù)所占比例大于枯水年;1971-2000年、1980-2000年,豐水年數(shù)所占比例小于或略小于枯水年;1956-2000年,豐水年數(shù)、枯水年數(shù)所占比例基本持平;起始年份至2000年,豐水年數(shù)、枯水年數(shù)所占比例相同。

        3 降水量資料系列代表性分析

        3.1 長(zhǎng)短系列參數(shù)相對(duì)誤差對(duì)比

        計(jì)算1956-1979年、1971-2000年、1980-2000年、1956-2000年4個(gè)短系列年降水量均值和變差系數(shù)Cv值,并分別與長(zhǎng)系列降水量均值、Cv值對(duì)比,求其相對(duì)誤差(見表4)。計(jì)算公式:△X=(Xn-XN)/XN×100%,△Cv=(Cvn-CvN)/CvN×100%,式中,△X、△Cv分別為短系列均值、Cv值對(duì)長(zhǎng)系列的相對(duì)誤差;Xn、Cvn為短系列均值、Cv值;XN、CvN為長(zhǎng)系列均值、Cv值;n、N分別為短系列、長(zhǎng)系列年長(zhǎng)度。

        表3 代表站年降水量不同系列豐枯水年對(duì)比分析 %

        圖1 全省選用代表站年降水量差積曲線

        年降水量長(zhǎng)短系列相對(duì)誤差對(duì)比分析(見表4)表明:1956-1979年系列:降水量均值6站偏小,1站無偏離,20站偏大;Cv值3站無偏離,其它站相對(duì)誤差較大。1971-2000年:降水量均值4站偏大,23站偏?。籆v值除3站無偏離外,其它大多數(shù)站相對(duì)誤差較大。1980-2000年系列:降水量均值系統(tǒng)偏離程度有較大改善,8站偏大,19站偏?。籆v值除2站無偏離外,大多數(shù)站偏離±6~25%左右。1956-2000年:降水量均值基本無系統(tǒng)偏離,1站無偏離,12站偏小,11站偏大;Cv值基本上也無系統(tǒng)偏離,有5站無偏離,11站偏多+10.0%左右,其余偏小在-18%以內(nèi)。

        3.2 不同頻率年降水量對(duì)比

        為進(jìn)一步分析不同系列數(shù)據(jù)代表性,對(duì)短系列與長(zhǎng)系列資料進(jìn)行頻率分析計(jì)算,將適線求得的不同頻率數(shù)據(jù)對(duì)比分析(見表5)。結(jié)果表明:1956-1979年系列不同頻率預(yù)估值相對(duì)長(zhǎng)系列值系統(tǒng)偏大,這是因?yàn)?956-1979年基本處于豐水期; 1971-2000年30年系列不同頻率預(yù)估值相對(duì)長(zhǎng)系列值系統(tǒng)偏小,是因?yàn)?971-2000年基本處于枯水期; 1980-2000年21年系列不同頻率預(yù)估值相對(duì)長(zhǎng)系列值也系統(tǒng)偏小,其偏小程度較1971-2000年30年系列陜南減弱,陜北、關(guān)中增強(qiáng)。是因?yàn)?980-2000年較1971-2000年系列枯水期陜北、關(guān)中劇烈,陜南減弱; 1956-2000年45年系列不同頻率預(yù)估值相對(duì)長(zhǎng)系列值偏大、偏小比例持平,無系統(tǒng)偏離,說明1956-2000年45年系列在一個(gè)完整的豐枯周期內(nèi),系列具有很好的代表性。

        表4 代表站降水量長(zhǎng)短系列相對(duì)誤差分析 %

        表5 短系列與長(zhǎng)系列不同頻率降水量對(duì)比分析

        4 結(jié)語

        選用全省27處雨量站長(zhǎng)系列降水量資料,應(yīng)用差積曲線分析降水量的周期性豐枯變化,采用降水量連豐連枯統(tǒng)計(jì)及其豐枯水年數(shù)組成對(duì)比,分析降水量的豐枯變化規(guī)律;通過對(duì)降水量長(zhǎng)短系列相對(duì)誤差對(duì)比及不同頻率年降水量分析,評(píng)價(jià)降水量系列的代表性。結(jié)果表明: 1956-2000年系列豐水期、枯水期長(zhǎng)度基本相同,也基本包括了一個(gè)完整的豐枯周期,是最具有代表性的水文短系列。

        2017-04-17

        張娟(1965-),女,陜西富平人,工程師,主要從事水資源開發(fā)利用與管理工作。

        P426.61+4

        B

        1004-1184(2017)04-0153-05

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        非遺代表性傳承人
        ——勉沖·羅布斯達(dá)
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