程 俊

（陽(yáng)泉市水文水資源勘測(cè)分局，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 陽(yáng)泉站基本情況

桃河屬于海河流域子牙河水系，陽(yáng)泉水文站是桃河上的控制站，于1955年6月創(chuàng)建，集水面積490 km2，上游主河道長(zhǎng)44 km，是陽(yáng)泉市重要水文站。其收集積累的各項(xiàng)水文資料，為陽(yáng)泉市區(qū)的河道治理、水資源開(kāi)發(fā)利用、水工程興建及防汛抗旱等提供了科學(xué)依據(jù)。

2 陽(yáng)泉站年降水量系列代表性分析

評(píng)價(jià)陽(yáng)泉站年降水量不同長(zhǎng)度系列的代表性，首先要看系列長(zhǎng)度，系列越長(zhǎng)，在統(tǒng)計(jì)上就更接近于陽(yáng)泉站降水量的總體情況，再看系列本身的豐枯結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)參數(shù)是否與長(zhǎng)系列一致。

將陽(yáng)泉站現(xiàn)有的1956年—2016年共61年的降水量資料系列作為長(zhǎng)系列，按照山西省現(xiàn)有的兩次水資源評(píng)價(jià)系列，將長(zhǎng)系列在1980年、2000年分開(kāi)，形成1956年—1979年、1980年—2016年、1956年—2000年、1980年—2000年、1956年—2016年五個(gè)統(tǒng)計(jì)年限作為進(jìn)行代表性分析的降水量系列。對(duì)各系列的統(tǒng)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，包括陽(yáng)泉站年降水量均值、變差系數(shù)Cv、偏態(tài)系數(shù)Cs，并統(tǒng)計(jì)各系列的豐枯情況，通過(guò)各系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)和豐枯情況的對(duì)比（表1），分析各系列的代表性。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可看出，1956年—1979年降水偏多，相對(duì)長(zhǎng)系列偏多5.4%；1980年—2016年、1980年—2000年降水偏少，相對(duì)長(zhǎng)系列分別偏少3.5%和7.2%；1956年—2000年降水與長(zhǎng)系列接近，相對(duì)長(zhǎng)系列偏少0.5%。通過(guò)對(duì)比各系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)和豐平枯分布情況，1956年—2000年的豐平枯分布與長(zhǎng)系列分布更為接近，各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)與長(zhǎng)系列基本一致，因此陽(yáng)泉站年降水量1956年—2000年系列代表性較好。

表1 陽(yáng)泉站各系列統(tǒng)計(jì)參數(shù)及豐枯情況對(duì)比表

3 陽(yáng)泉站降水量的年內(nèi)分配

陽(yáng)泉站屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季多風(fēng)沙、夏秋季節(jié)多雨，冬季干寒，夏季氣溫最高時(shí)，也是降水量最大、最集中的時(shí)期。降水量在年內(nèi)各季節(jié)分配極不均勻。陽(yáng)泉站多年降水量年內(nèi)分配見(jiàn)圖1。

圖1 陽(yáng)泉站多年降水量年內(nèi)分配圖

經(jīng)分析可得出陽(yáng)泉站降水年內(nèi)分配特征：夏秋多雨，汛期（6~9月）降水量占全年的74.7%；汛期降水主要集中于7、8兩月，占年降水量的50.1%；冬季干旱，12月至次年2月的3個(gè)月降水量?jī)H占年降水量的2.7%；降水量年內(nèi)分配在各年份之間存在較大差異。其中1995年汛期降水量573.4 mm，占全年降水量的93.69%；1991年汛期雨量為200.1 mm，僅占全年降水量47.02%。

4 陽(yáng)泉站降水量的年際變化

陽(yáng)泉站降水量年際變化大，豐、枯懸殊。1963年和1972年分別出現(xiàn)最大和最小年降水量，降水量極值為833.0 mm和220.4 mm，最大年降水量是最小年降水量的3.8倍，最大年降水量是多年平均年降水量的1.6倍，最小年降水量是多年平均年降水量的0.4倍。從陽(yáng)泉站降水量過(guò)程線(xiàn)（圖2）來(lái)看，年降水量在長(zhǎng)系列上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。長(zhǎng)系列中，年降水量極大值和極小值均出現(xiàn)在1980年之前，近年來(lái)年際最大變幅呈減小趨勢(shì)。

圖2 陽(yáng)泉站多年降水量過(guò)程線(xiàn)圖

5 陽(yáng)泉站降水量的周期性分析

陽(yáng)泉站降水量年際間的豐枯變化情況可以用陽(yáng)泉站年降水量的模比差積曲線(xiàn)反映。由陽(yáng)泉站年降水量模比系數(shù)差積曲線(xiàn)圖（圖3）可看出，陽(yáng)泉站的降水具有一定的變化規(guī)律，主要表現(xiàn)為豐枯交替。從1956年開(kāi)始總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，為枯水期；最低點(diǎn)出現(xiàn)在1967年，然后整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，為豐水期；最高點(diǎn)出現(xiàn)在2005年，然后再次整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，為枯水期。變化周期約為80年，期間有小周期變化。

圖3 陽(yáng)泉站年降水量模比系數(shù)差積曲線(xiàn)圖

將1956年—2016年陽(yáng)泉站逐年降水量序列分別取3年和5年的滑動(dòng)長(zhǎng)度，計(jì)算其滑動(dòng)平均值，得到的新序列因平均作用使隨機(jī)起伏一定程度上減小，曲線(xiàn)會(huì)更加平滑，顯示出整體變化的趨勢(shì)。用平均后的新序列分別繪制陽(yáng)泉站年降水量3年和年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)（圖4，圖5）。由圖4可以看出較明顯的5~6年的降水量豐枯變化周期；由圖5可以看出較明顯的11年左右周期。

圖4 陽(yáng)泉站年降水量3年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)圖

圖5 陽(yáng)泉站年降水量5年滑動(dòng)平均曲線(xiàn)圖

水文氣象的變化過(guò)程在很多情況下與太陽(yáng)的活動(dòng)有關(guān)。而太陽(yáng)活動(dòng)是有周期性的，其存在80年左右的世紀(jì)周期和11年的太陽(yáng)黑子周期。本文分析得出的降水量周期恰好與其相吻合。

6 結(jié)論

通過(guò)分析對(duì)照，發(fā)現(xiàn)1956年—2000年系列在統(tǒng)計(jì)參數(shù)和豐枯分布情況上與長(zhǎng)系列比較接近，相對(duì)其他統(tǒng)計(jì)時(shí)段有較好代表性。因此在應(yīng)用陽(yáng)泉站水文資料時(shí)可以選擇1956年—2000年的資料，有條件的要選擇盡可能長(zhǎng)系列的資料。

經(jīng)分析，陽(yáng)泉站降水量變化特性主要為：年內(nèi)分配不均，年際變化大，豐枯水年交替變化，具有較明顯的周期性。