陳紅梅， 劉洪良， 聶 茜

(重慶市合川區(qū)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(fā)，三江上游汛期極端降水頻繁出現(xiàn)，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(cái)產(chǎn)安全造成了較大威脅。合川每年因過境洪水造成的經(jīng)濟(jì)損失都在千萬元以上，合川區(qū)委、區(qū)政府和應(yīng)急管理局、水利局等有關(guān)部門及沿江居民對三江上游降雨情況越來越關(guān)切。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)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(xù)降水天數(shù)研究了歐洲、美國的極端降水事件的變化趨勢。肖揚(yáng)等[3]分析了大渡河流域降水時(shí)空分布特征發(fā)現(xiàn)，大渡河下游年降水量多于上游和中游，整個(gè)流域降雨日數(shù)存在明顯的周期嵌套現(xiàn)象。賀俊平等[4]分析黃河流域的降水時(shí)空分布特征發(fā)現(xiàn)，黃河流域年降水量呈微弱下降趨勢。郭渠等[5]對三峽庫區(qū)暴雨時(shí)空特征及其與洪澇的關(guān)系分析指出，長江流域夏季洪水發(fā)生頻率高，且每次洪水都是因?yàn)楸┯暝斐?，三峽庫區(qū)夏季暴雨與總降雨量呈正相關(guān)。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(shí)空分布特征的分析，為此，筆者對三江上游降水的時(shí)空分布進(jìn)行分析，以便更好地掌握三江上游的降水特征，為當(dāng)?shù)卣峁└泳_精細(xì)的氣象服務(wù)產(chǎn)品，為當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)提供決策參考。

1 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域?yàn)楹洗ㄈ饔?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(fā)達(dá)的水系構(gòu)成了巨大的扇形水系網(wǎng)絡(luò)，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(xiàn)南向北遞減，西向東遞增的布局形態(tài)，這是由于受到當(dāng)?shù)貧夂蚝偷乩硪蛩仉p重影響的結(jié)果。東部秦嶺山地降雨量大，與南部秦嶺山區(qū)形成2個(gè)降雨區(qū)，年降水量通常在650～800 mm；北部地區(qū)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(qū)域降雨量600～750 mm。整個(gè)三江流域多年平均降雨量為650 mm左右。年內(nèi)降水集中于5—10月的夏汛和秋汛時(shí)段，占全年降水量的75%～85%，11月到次年4月的冬春季節(jié)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(qū)域內(nèi)嘉陵江上游每年通常會有4次左右的局地暴雨，歷時(shí)短、強(qiáng)度大，通常發(fā)生于6—9月。綜上所述，合川三江流域的降水時(shí)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(gè)氣象站點(diǎn)1961—2019年的逐日降水資料，選取三江流域時(shí)間跨度內(nèi)日最大降水量、年內(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)、年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量、年連續(xù)無雨日數(shù)、年降水量和年無雨日數(shù)等指標(biāo)描述合川三江流域的極端降水時(shí)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(biāo)進(jìn)行降水變化趨勢檢驗(yàn)，利用各站點(diǎn)典型降水指標(biāo)的M-K值進(jìn)行空間變化分析，并利用插值法對各指標(biāo)的空間分布特征進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 合川三江流域降水的時(shí)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(nèi)超過95%分位數(shù)降水日數(shù)、年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量和年連續(xù)無雨日數(shù)整體沒有顯著變化，年無雨日數(shù)則呈現(xiàn)顯著的時(shí)序變化。從具體指標(biāo)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(yàn)，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(yàn)，遂寧站呈顯著增加趨勢，平武站呈顯著減少趨勢。年內(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)各站點(diǎn)均沒有通過顯著性檢驗(yàn)。年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量萬源站、遂寧站通過顯著性檢驗(yàn)，均呈顯著增加趨勢。年無雨日數(shù)除平武站外，各站點(diǎn)均通過顯著性檢驗(yàn)，呈顯著增加趨勢，該項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢最為顯著[9]。年連續(xù)無雨日數(shù)閬中站、達(dá)縣站、遂寧站和沙坪壩站均通過顯著性檢驗(yàn)，呈顯著增加趨勢。

表1 合川三江流域1961—2019年典型降水指標(biāo)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(biāo)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(qū)分別呈減少和增加趨勢。連續(xù)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(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)整個(gè)三江流域基本上都為減少趨勢，但都沒有通過顯著性檢驗(yàn)。年無雨日數(shù)則與年內(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)M-K值相反，整個(gè)三江流域均呈顯著增加趨勢。年連續(xù)無雨日數(shù)僅有平武和武都很小的區(qū)域呈減少趨勢，其余流域內(nèi)的大部分地區(qū)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(yàn)。由此表明，三江流域的極端降水空間分布區(qū)域變化特征非常明顯。三江流域整個(gè)氣象站的無雨日數(shù)呈顯著增加趨勢，年連續(xù)無雨日數(shù)除平武和武都外大部分地區(qū)呈顯著增加趨勢，日最大降水量、年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量均表現(xiàn)為上游減少、下游增加趨勢，年內(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)和年降水量基本呈減少趨勢。

3 結(jié)論

利用合川三江流域16個(gè)觀測站1961—2019年的逐日降水資料，對其典型降水指標(biāo)的時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，結(jié)果表明，合川三江流域的年降水量、日最大降水量、年內(nèi)超過95%分位數(shù)降水日數(shù)、年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量和年連續(xù)無雨日數(shù)整體沒有顯著變化，而年無雨日數(shù)時(shí)序變化顯著。三江流域的極端降水空間分布區(qū)域變化特征非常明顯，三江流域整個(gè)氣象站的無雨日數(shù)呈顯著增加趨勢，年連續(xù)無雨日數(shù)基本呈增加趨勢，日最大降水量、年內(nèi)連續(xù)3 d最大降水量表現(xiàn)為上游減少、下游增加趨勢，年內(nèi)超過95%分位數(shù)的降水日數(shù)和年降水量基本呈減少趨勢。