楊?yuàn)檴?楊洪哲
摘 要:文章以洙趙新河流域7個(gè)雨量站65年的實(shí)測(cè)降水資料為基礎(chǔ),用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、回歸分析法和差積曲線法對(duì)流域降水量時(shí)空演變規(guī)律進(jìn)行分析,為科學(xué)制定流域水資源長(zhǎng)期規(guī)劃,進(jìn)一步研究流域水循環(huán),探索降雨趨勢(shì)變化對(duì)該流域應(yīng)對(duì)干旱或洪澇災(zāi)害的影響奠定科學(xué)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:洙趙新河流域;降水;時(shí)空分布;趨勢(shì)分析
中圖分類號(hào):P426.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1006—7973(2022)02-0132-03
1概況
洙趙新河流域位于南陽(yáng)湖以西,北臨梁濟(jì)運(yùn)河,南與萬(wàn)福河、東魚河流域接壤。干流起源于東明縣宋寨村,向東流經(jīng)菏澤市東明、菏澤、鄆城、巨野、濟(jì)寧市嘉祥、任城等縣(區(qū))于劉官屯村東入南陽(yáng)湖,全長(zhǎng)145.05km,流域面積4206km2 ,總耕地面積400.6萬(wàn)畝,人口約340萬(wàn)人。該流域?qū)冱S泛沖積平原,地勢(shì)西高東低,微地貌復(fù)雜,有崗地、坡地和洼地等。氣候?qū)倥瘻貛駶?rùn)氣候區(qū),具有冬夏季風(fēng)氣候特點(diǎn),四季分明,冷熱季和干濕季區(qū)別較為明顯。
降水是洙趙新河流域水資源的主要來(lái)源,分析研究洙趙新河流域降雨的時(shí)空演變規(guī)律,一方面對(duì)科學(xué)制定流域水資源長(zhǎng)期規(guī)劃,保護(hù)流域水資源具有指導(dǎo)意義,另一方面,對(duì)進(jìn)一步研究流域水循環(huán),探索未來(lái)降雨趨勢(shì)變化對(duì)該流域應(yīng)對(duì)干旱或洪澇災(zāi)害的影響具有重要的參考價(jià)值。
2數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法
本文以洙趙新河流域1954-2018年7個(gè)雨量站(鄄城、東明、魏樓閘、鄆城、田集、巨野、大周)的實(shí)測(cè)降水資料為基礎(chǔ),用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、回歸分析法和差積曲線法對(duì)流域65年的降水量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
一元一次回歸分析法:
假設(shè)一元一次回歸方程:
式中:為回歸常數(shù),為回歸系數(shù)(即傾向率的值)。
差積曲線法可以反映一段時(shí)間內(nèi)降雨的趨勢(shì)。公式為:
式中:為距平累計(jì)值;為第年的序列值;為所計(jì)算時(shí)間序列的多年平均值。
3 降水時(shí)間演變規(guī)律
3.1降水年際變化
流域內(nèi)7個(gè)雨量站分布較為均勻,根據(jù)各站逐月降水資料,采用算數(shù)平均法計(jì)算流域歷年降水量,并進(jìn)行回歸分析計(jì)算,如圖1。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,洙趙新河流域1954-2018年多年平均降水量為645.76mm,年際變化較大,整體上年降水量呈現(xiàn)相對(duì)減少的趨勢(shì),傾向率為0-12.40mm/10a。最大降水量為1106.9mm,最小降水量為407.57mm,極值比2.73。
根據(jù)年降水量距平曲線,結(jié)合不同年代降水量距平,可見,20世紀(jì)50年代中期至70年代初和21世紀(jì)2000年中后期降水較豐沛,20世紀(jì)60年代最大,1960-1969 年的年均降水量較多年平均偏多11.02% ;20世紀(jì)70年代中期至90年代和21世紀(jì)10年代降水較少,1980-1989 年的年均降水量較多年平均偏少11.39%。預(yù)測(cè)未來(lái)3-5年流域降水相對(duì)較豐沛。
3.2年內(nèi)變化
根據(jù)洙趙新河流域?qū)崪y(cè)降雨資料分析得多年平均降水量為645.76mm。降水量頻率分析采用的水文頻率分布線性為皮爾遜Ⅲ型,按照目估適線法進(jìn)行配線。根據(jù)最終配線結(jié)果,選取頻率為25%、50%、75%的典型年分別為1962年、1974年、1995年。統(tǒng)計(jì)分析多年平均及不同典型年降水量的年內(nèi)分配情況,見表2。
通過(guò)分析,洙趙新河流域年內(nèi)降水集中于汛期(6-9月),多年平均條件下,汛期降水量占全年降水量的71%。7月和8月降水最為集中,占全年降水量的50%,占汛期降水量的68%,12月至次年2月僅占全年降水量的4.27%。不同典型年情況下,降水量年內(nèi)分布表現(xiàn)出一定的差異,隨保證率的提高,降水集中度提高,25%、50%、75%保證率條件下,汛期降水量占全年降水量的比例分別為32.43%、69.04%、75.89%,枯水年年內(nèi)分配較豐水年均勻。
通過(guò)對(duì)年內(nèi)不同時(shí)段暴雨的統(tǒng)計(jì)分析得出,洙趙新河流域內(nèi)暴雨、大暴雨主要集中在7月和8月,約占70%,其次為6月約占15%,個(gè)別發(fā)生在5月和9月。暴雨發(fā)生相對(duì)集中,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和流域防洪產(chǎn)生不利影響。
4 降水的空間演變規(guī)律
根據(jù)實(shí)測(cè)降水量資料,求得各站不同統(tǒng)計(jì)時(shí)段平均降水量值,見表3。
由表3得出,通過(guò)流域各站多口徑降水量對(duì)比分析,流域降水空間區(qū)域內(nèi)變化不大,但仍表現(xiàn)出由東南向西北遞減的趨勢(shì),不同時(shí)段降水量統(tǒng)計(jì)最小值均出現(xiàn)在鄄城。
年均降水量與汛期降水量分布規(guī)律基本一致,最大的站為巨野,年平均降水量為681.62mm,汛期平均降水量為337.41mm;降水量最小的站為鄄城,年平均降水量為608.31mm,汛期平均降水量為297.45mm。
最大3d和最大24h暴雨量均值分布規(guī)律一致,最大站為魏樓閘,最大3d暴雨量均值為118.29mm,最大24h暴雨量均值100.73mm;最小站為鄄城,最小3d暴雨量均值為105.21mm,最小24h暴雨量均值89.83mm。
5結(jié)論
65年來(lái)洙趙新河流域年平均降水量呈現(xiàn)相對(duì)減少的趨勢(shì),傾向率為0-12.40mm/10a,年際變化較大,降水量極值比2.73。從大的周期上看,洙趙新河流域豐枯變化周期約為20年,預(yù)測(cè)未來(lái)3-5年洙趙新河流域降水將進(jìn)入一個(gè)降水相對(duì)較豐的時(shí)期。
洙趙新河流域降水年內(nèi)分布不均,降水集中于汛期(6-9月),7月和8月降雨最為集中,流域內(nèi)暴雨、大暴雨也主要集中在7月和8月,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和流域防汛產(chǎn)生不利影響。不同典型年情況下,降水量年內(nèi)分布表現(xiàn)出一定的差異,隨保證率的提高,降水集中度提高,枯水年年內(nèi)分配較豐水年均勻。
(3)流域降水空間區(qū)域內(nèi)變化不大,但仍表現(xiàn)出由東南向西北遞減的趨勢(shì)。
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