劉聲洪, 劉惠英, 羅萍, 朱俊杰, 蘭盈盈

(南昌工程學(xué)院 水利與生態(tài)工程學(xué)院, 南昌 330099)

在全球變暖的背景下，我國降雨結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯地變化，不同強(qiáng)度降雨雨量和雨日變化趨勢表現(xiàn)出不同的空間分異格局[1]。不同量級(jí)降雨作為主要?dú)夂蛞蜃?，是旱澇等自然?zāi)害發(fā)生的直接原因，其變化趨勢特征研究具有重要的意義[2-4]。已有研究表明，在過去50 a(1961—2010年)中國西部，小雨、中雨、大雨對(duì)降雨量增量起主導(dǎo)作用，而在中國東部暴雨降水強(qiáng)度在降雨量貢獻(xiàn)中起主導(dǎo)作用[5]。但研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)我國現(xiàn)代降雨量變化趨勢具有明顯的地域性差異，全國平均沒有表現(xiàn)出顯著增加或減少的長期變化，但強(qiáng)降雨事件頻率和降雨量出現(xiàn)明顯增多，而小雨事件特別是痕量降雨事件顯著減少[6-8]。上述研究表明，我國降雨結(jié)構(gòu)及時(shí)空變化在全球氣候變暖的背景下具有明顯地區(qū)域性及規(guī)律性[1-11]，然而同時(shí)發(fā)現(xiàn)目前研究缺乏對(duì)不同量級(jí)降雨多時(shí)間尺度的研究。因此，對(duì)不同量級(jí)降雨在不同區(qū)域[2,12-13]的多時(shí)間尺度的研究非常有必要。

贛江是江西省五大水系之冠，為江西省第一大河，主河道全長823 km，流域面積8.35萬km2，占鄱陽湖流域面積的51%[14-15]。已有眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究，結(jié)果表明：贛江流域降雨量年內(nèi)分配不均，年降雨量集中在流域東部和西北部，近幾十年來，贛江流域降雨量呈現(xiàn)顯著上升趨勢極端降水指數(shù)上游、中游的I95和中游的I99，在0.05顯著性水平下，顯著上升[16-20]。但目前的許多研究大都集中在年尺度上，對(duì)于季、月尺度尤其在小時(shí)尺度上的研究相對(duì)較少[15-23]。平江流域?yàn)橼M江上游右岸的一級(jí)支流，大部分面積處于江西興國縣境內(nèi)，而興國縣水土流失嚴(yán)重為全國水土保持8個(gè)重點(diǎn)治理區(qū)之一[23-25]。已有學(xué)者研究表明，平江流域降雨侵蝕力的時(shí)空分布特征與流域內(nèi)降水時(shí)空分布基本一致[23]。本文采用贛江上游平江流域9個(gè)雨量站點(diǎn)1989—2018年逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，選取小雨、中雨、大雨、暴雨4個(gè)降雨量級(jí)，利用更高精度的小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，從小時(shí)尺度[26-28]來分析流域的降雨特征。研究可為流域的災(zāi)害防治及水資源綜合開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源及研究方法

1.1 區(qū)域概況

平江為贛江上游右岸一級(jí)支流，又稱興國江，位于江西省南部；主要由瀲江(東河)、濊水(北河)在興國縣城東南方向獅子口匯合，經(jīng)埠口、龍口流入贛縣江口入貢水；流域地處東經(jīng)115°04′—115°52′，北緯25°57′—26°37′，主河道長148 km、比降1.26‰、流域面積2 851 km2；地貌以低山、丘陵為主，局部有中山、低山地分布，地處華南地層區(qū)，構(gòu)造單元為贛中南褶隆贛州—吉安凹陷，主要為石炭紀(jì)和白堊紀(jì)砂巖、變質(zhì)巖和第四紀(jì)松散堆積物，極易發(fā)生水土流失，受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，雨量充沛，氣候溫暖，多年平均降雨量1 585 mm，平均氣溫18.8℃，無霜期284 d，日照為1 861.4 h[14,23]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文使用的降水?dāng)?shù)據(jù)來源于江西省水文局，為保證資料的連續(xù)性及代表性，選用贛江上游平江流域內(nèi)翰林橋、田村、龍口、富口、長竹、興國、崇勝、城岡、澄江共9個(gè)站點(diǎn)1989—2018年的逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，雨量站點(diǎn)位置見圖1。

圖1 平江流域雨量站點(diǎn)分布

1.3 研究方法

本文將逐小時(shí)降雨數(shù)據(jù)按當(dāng)日08：00至次日08：00為今日降雨，按水文行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將降雨分為4個(gè)不同強(qiáng)度的降雨量級(jí)。日降雨在0.1～9.9 mm為小雨，在10～24.9 mm為中雨，在25～49.9 mm為大雨，在≥50 mm為暴雨。根據(jù)流域氣候特征，季節(jié)劃分為：春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12-翌年2月)。本文采用1989—2018年共30 a的逐小時(shí)降雨數(shù)據(jù)，為分析小時(shí)降雨的時(shí)空分布特征，以10 a為界劃分為前期(1989—1998年)、中期(1999—2008年)和后期(2009—2018年)共3個(gè)階段。

采用線性傾向估計(jì)法[1,29]來估算平江流域1989—2018年不同量級(jí)降雨變化速率(b)，b>0，表示呈上升趨勢；b<0，表示呈下降趨勢；|b|值表示上升或下降的速率。應(yīng)用皮爾遜P-Ⅲ型曲線來估算降雨重現(xiàn)期。運(yùn)用Mann-Kendall(M-K)趨勢檢驗(yàn)法[22,29]來檢驗(yàn)時(shí)間序列顯著性，當(dāng)Z1-а/2小于90%，95%及99%置信水平分別對(duì)應(yīng)的|Z|時(shí)，表示上升或下降趨勢達(dá)到該置信水平檢驗(yàn)的要求，其對(duì)應(yīng)的|Z|分別為1.64，1.96，2.58，且在年、季、月尺度上進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，按流域氣候特征劃分季節(jié)使得冬季時(shí)間序列為29其余各尺度均為30。通過Morlet小波分析法[29-32]來分析時(shí)間序列的周期性，小波系數(shù)為正表示研究對(duì)象在該時(shí)段為偏多期，為負(fù)時(shí)表示研究對(duì)象在該時(shí)段為偏少期，零值則對(duì)應(yīng)著突變點(diǎn)。空間插值采用反距離權(quán)重插值法[33-34]，采樣點(diǎn)離插值點(diǎn)越近，權(quán)重越大；反之，采樣點(diǎn)離插值點(diǎn)越遠(yuǎn)，權(quán)重就越小。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同量級(jí)降雨的時(shí)間分布特征

2.1.1 不同量級(jí)降雨的年際變化特征 根據(jù)降雨數(shù)據(jù)，計(jì)算各量級(jí)降雨基本特征見表1。平江流域在1989—2018年小雨年均值為297.21 mm，最大、小值分別為367.53 mm，237.53 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為2.38 mm，以6.12 mm/10 a的速率下降；小雨主要集中在春季，夏、冬季次之，秋季最小，春、冬季呈下降趨勢，夏、秋季呈上升趨勢；月雨量集中在1—6月且呈“雙峰”型，主峰出現(xiàn)在3月，均值為42.52 mm，次峰出現(xiàn)在8月，均值為25.45 mm，最小值出現(xiàn)在10月，均值為11.04 mm。

表1 平江流域1989-2018年不同量級(jí)降雨基本特征值

中雨與小雨分布相似但值更大，年均值為474.42 mm，最大、小值為674.28 mm，332.36 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為10.04 mm，以4.87 mm/10 a的速率下降；中雨主要集中在春季，夏季次之，秋季最小，冬季次之，春、冬季呈下降趨勢，夏、秋季呈上升趨勢；月雨量集中在2—8月且呈“多峰”型，主峰分別出現(xiàn)在4月，均值為66.99 mm，次峰出現(xiàn)在8月、11月其均值分別為47.18 mm，23.57 mm，最小值出現(xiàn)在12月，均值為14.93 mm。

大雨量年均值為473.46 mm，與中雨雨量極其接近，最大、小值為862.69 mm，221.66 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為15.03 mm，以3.96 mm/10 a的速率上升；大雨量從大到小依次排序?yàn)榇骸⑾?、秋、冬，春、秋季呈上升趨勢，夏、冬季呈下降趨勢；月雨量集中?—8月且呈“多峰”型，主峰分別出現(xiàn)在6月，均值為82.26 mm，次峰出現(xiàn)在8月、11月其均值分別為47.09 mm，24.57 mm，最小值出現(xiàn)在12月，均值為15.19 mm。

暴雨雨量表現(xiàn)極端，年均值為349.12 mm，最大、小值為745.56 mm，104.68 mm，標(biāo)準(zhǔn)差為43.82 mm，以14.73 mm/10 a的速率上升；暴雨量主要集中在夏季均值為183.96 mm占年暴雨量的52.99%，春季次之，冬季最小均值僅為10.23 mm占年暴雨量的2.95%，秋季次之，各季均呈上升趨勢；月雨量集中在5—8月且呈“單峰”型，峰值出現(xiàn)在6月，均值為82.60 mm，8—9月雨量驟降其均值從46.61 mm降至17.39 mm，最小值出現(xiàn)在1月，均值為2.88 mm。

綜上所述，近30 a平江流域降雨由中、大雨占主導(dǎo)地位，小雨量最小，暴雨量次之，其占總降雨的比率分別為18.64%，29.76%，29.70%，21.90%；從雨量最大值可以看出，大、暴雨量的最大值較大，說明流域洪澇災(zāi)害主要由大、暴雨引起，6月暴雨量最大值高達(dá)284.08 mm；標(biāo)準(zhǔn)差按小雨、中雨、大雨、暴雨的順序依次增大；年小雨、年中雨量呈下降趨勢，年大雨、年暴雨量呈上升趨勢，說明流域降雨有向極端降雨發(fā)展的趨勢，這與任國玉等[6-8]研究我國降水時(shí)空變異規(guī)律具有一致性，與王永文等[15]研究贛江流域極端降水的變化規(guī)律相吻合。結(jié)合平江流域易發(fā)生水土流失這一特點(diǎn)，得出未來由于極端降雨增加可能會(huì)影響流域農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2.1.2 降雨重現(xiàn)期 基于以上結(jié)論，為探究降雨的發(fā)展規(guī)律。以9個(gè)雨量站1989—2018年共971個(gè)不重復(fù)數(shù)值的降雨事件作為樣本，利用皮爾遜P-Ⅲ型曲線來估算降雨重現(xiàn)期，其特征值見表2。由表2可見，樣本統(tǒng)計(jì)參數(shù)EX，CV，CS，CS/CV(倍比)分別為54.02 mm，0.71，1.23，1.73，50 mm雨量對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)頻率為46%，即暴雨的發(fā)生概率約為兩年一遇，而五十年一遇的雨量為155.2 mm、百年一遇的雨量為175.5 mm，千年一遇的雨量為240.3 mm。當(dāng)極端降雨事件發(fā)生頻率增加時(shí)，五十年一遇、百年一遇及千年一遇降雨發(fā)生的概率也會(huì)增加，這可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)尤其是農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。

表2 P-Ⅲ型曲線設(shè)計(jì)特征值

2.2 不同量級(jí)降雨時(shí)空分布特征

2.2.1 年尺度上的空間分布特征 1989—2018年平江流域不同量級(jí)降雨年雨量表現(xiàn)出明顯的空間分異特征(圖2)。小雨總體上呈現(xiàn)西低東高的分布特征，在流域中部興國站附近存在1個(gè)低值中心，值為290.37 mm。中雨量分布具有較強(qiáng)的區(qū)域性，但總體來看流域表現(xiàn)出中部低四周高的分布特征，在城岡、長竹、田村、富口站附近存在4個(gè)高值中心其值為480～505 mm，在興國和龍口站附近具有2個(gè)低值中心其值為422～460 mm。大雨和小雨的分布規(guī)律一致，大體上表現(xiàn)為西低東高的特征，且相比小雨，大雨雨量帶層次分明在流域東北部形成10個(gè)高值的雨量帶其值為480～505 mm。暴雨量表現(xiàn)出南低北高的分布特征，具有較強(qiáng)的層次性，在流域北部城岡、崇勝站附近存在兩個(gè)2高值中心其值為422～460 mm，在龍口、富口2站存在1個(gè)低值中心其值為246～290 mm。

根據(jù)M-K趨勢檢驗(yàn)結(jié)果顯示，小雨量總體呈現(xiàn)下降趨勢，中雨量東北部表現(xiàn)為上升其余地區(qū)為下降趨勢，大雨量為西部上升東部下降趨勢，暴雨量由西北向東南方向表現(xiàn)出平行的過渡帶其特征為上升—下降—上升，但各量級(jí)降雨年雨量僅中、大雨個(gè)別站點(diǎn)通過顯著性檢驗(yàn)。

圖2 平江流域1989-2018年不同量級(jí)降雨及Z值年尺度上的空間分布

2.2.2 季尺度上的空間分布特征 圖3為平江流域1989—2018年不同量級(jí)降雨季雨量及其變化趨勢的空間分布特征。小雨在各季的空間分布各異，春季有較強(qiáng)的規(guī)律性表現(xiàn)出西低東高的分布特征，秋季具有中部低南北端高的分布特征，夏、冬季無明顯特征。中雨分布具有較強(qiáng)的區(qū)域性在各季度易形成降雨中心，春季形成2個(gè)192～200 mm及1個(gè)200～235 mm的高值中心，夏季形成2個(gè)143～160 mm的高值中心，秋季形成1個(gè)71～75 mm的高值中心，冬季形成2個(gè)82～95 mm的高值中心和一條82～95 mm雨量帶。大雨在季尺度上有統(tǒng)一的規(guī)律性，各季總體表現(xiàn)出西低東高的分布特征，且各季都形成降雨中心，表現(xiàn)明顯的是春季流域東南部和夏季流域北部均形成1個(gè)192～200 mm的高值中心。暴雨在季度上的分布規(guī)律相似，春、夏季與年雨量大體上表現(xiàn)出一致的南低北高的分布特征，春、夏季在流域北部形成降雨高值中心，秋、冬季雨量小，最小為9～13 mm，然秋季北部和冬季南部降雨相對(duì)較大。

根據(jù)M-K檢驗(yàn)結(jié)果顯示，小雨量在春、冬季呈下降趨勢，夏(南部除外)、秋季呈上升趨勢，其中春季翰林橋站通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)，春、秋、冬三季均有少數(shù)站點(diǎn)通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)。中雨量在春、冬季呈下降趨勢且田村站春季、翰林橋站冬季雨量通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)且冬季富口站通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)，夏、秋季呈上升趨勢但未通過顯著性檢驗(yàn)。大雨量在春季呈西升東降，夏季呈南升北降，秋季總體呈上升趨勢，冬季總體呈下降趨勢，各季降雨均未通過顯著性檢驗(yàn)。暴雨量變化趨勢規(guī)律性較差，秋季降雨呈下降趨勢且崇勝站雨量通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)。

圖3 平江流域1989-2018年不同量級(jí)降雨及Z值季尺度上的空間分布

綜上分析得，春、夏季降雨豐沛且流域北部雨量較大，尤其是中、大、暴雨量在流域北部均形成降雨高值中心；而秋、冬季降雨不足，流域南部雨量相對(duì)較大；各量級(jí)降雨季雨量僅少數(shù)站點(diǎn)通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)，降雨變化趨勢并不明顯。

2.2.3 月尺度上的空間分布特征 由圖4看出，小雨因雨量整體偏小在月尺度上的空間分布無明顯地差異，但較穩(wěn)定，1—12月雨量為8～44 mm。相比年、季尺度，小雨量在月尺度上的變化趨勢更為明顯。小雨量2月有4個(gè)站點(diǎn)、5月有1個(gè)站點(diǎn)通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈下降趨勢其中2月長竹站通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)，6月有1個(gè)站點(diǎn)、11月有2個(gè)站點(diǎn)通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)且呈上升趨勢其中11月富口站通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)，其余月份無顯著變化。

月中雨量具有鮮明地空間分異格局，其中3月、8月、11月中雨量呈現(xiàn)西低東高，2月呈現(xiàn)中部低南北高，7月由西南向東北方向呈現(xiàn)高—低—高的分布特征，且在3月、5—6月、10月有多個(gè)降雨高值中心形成，其余月份無明顯地空間分異特征。中雨量在2月基本通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈下降趨勢，11月基本通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)呈上升趨勢，12月富口站通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈上升趨勢，其余月份無顯著變化。

圖4 平江流域1989-2018年不同量級(jí)降雨及Z值月尺度上的空間分布

大雨量在1—2月、6—8月、10月總體表現(xiàn)出西低東高的分布特征，5月在龍口附近形成92～130 mm的高值中心，其余月份未表現(xiàn)出明顯地空間分異格局。大雨量在2—3月均有1個(gè)站點(diǎn)通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈下降趨勢， 11月有4個(gè)站點(diǎn)通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈上升趨勢，8月、11月均有少數(shù)站點(diǎn)通過p=0.10的顯著性檢驗(yàn)分別呈下降、上升趨勢，其余月份無顯著變化。

暴雨量的空間分布在月尺度上較其他量級(jí)降雨高度統(tǒng)一且年內(nèi)分配極度不均，雨量在4—8月總體呈現(xiàn)南低北高的分布特征但流域南端雨量較大，5月崇勝、城岡站附近共形成1個(gè)82～92 mm的高值中心，6月崇勝、城岡站附近各形成1個(gè)92～130 mm的高值中心，7—8月崇勝站附近形成高值中心。暴雨量僅8月城岡站通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈下降趨勢，其余月份無顯著變化。

總而言之，月小雨量空間分布不明顯，中、大雨量在多個(gè)月份表現(xiàn)出西低東高的分布特征但中雨規(guī)律性總體較差，暴雨量在4—8月雨量較大的月份呈現(xiàn)南低北高的分布特征且在流域北部多形成降雨高值中心。因此在總降雨中暴雨量雖不大，但其年內(nèi)分配及空間分布極度不均造成雨量主要集中在5—6月流域北部。據(jù)M-K趨勢檢驗(yàn)顯示，中雨量在月尺度上變化明顯，2月基本通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈顯著下降趨勢、11月基本通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)呈顯著上升趨勢，小、大、暴雨量有部分地區(qū)的地區(qū)呈顯著變化。

2.3 逐小時(shí)降雨時(shí)空分布特征

本文參照方德賢等[27](2008—2016年重慶地區(qū)降水時(shí)空分布特征)的逐小時(shí)降雨的空間特征，且為更好地反映出小時(shí)尺度上的時(shí)空分布特征，將整個(gè)階段分為前期(1989—1998年)、中期(1999—2008年)和后期(2009—2018年)3個(gè)階段。

2.3.1 逐小時(shí)降雨時(shí)間分布特征 整體來看，逐小時(shí)降雨在07：00—08：00呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在09：00—06：00(次日)呈現(xiàn)遞增的趨勢。統(tǒng)計(jì)表明(表3)，平江流域前、中、后期逐小時(shí)降雨變化明顯，前期降雨主要集中在07：00—08：00，中期降雨集中在07：00—08：00，15：00—19：00，后期降雨集中在15：00—18：00。09：00至次日06：00小時(shí)雨量隨前、中、后期的發(fā)展有遞增的現(xiàn)象，先由0.99～1.83 mm增至1.32～2.03 mm后增至1.96～2.69 mm。而07：00—08：00雨量隨時(shí)間的變化為先增后減的趨勢，雨量由1.73～2.24 mm增至2.46～2.80 mm再減至2.11～2.21 mm。以最值來看，07：00—08：00雨量最大值變化最為顯著，07：00的小時(shí)雨量最大值變化為4.64～4.67～2.26 mm，08：00的小時(shí)雨量最大值變化為5.60～4.67～2.97 mm，各時(shí)段小時(shí)雨量最小值變化相同均隨時(shí)間遞增。流域小時(shí)雨量標(biāo)準(zhǔn)差變化具有一致性，各時(shí)段雨量標(biāo)準(zhǔn)差在前期至后期的變化過程中均隨時(shí)間減小，表明各時(shí)段降雨越來越穩(wěn)定。因此，可將前、中、后期按照穩(wěn)定性劃分為不穩(wěn)定期、較穩(wěn)定期、穩(wěn)定期。

表3 平江流域1989-2018年逐小時(shí)降雨量基本特征 mm

2.3.2 逐小時(shí)降雨空間分布特征 在李喻鑫等[23]的研究中發(fā)現(xiàn)平江流域1989—2018年降雨侵蝕力在空間上具有自東北向中南遞減，而后向西南遞增的特點(diǎn)，且最大值出現(xiàn)在流域北部城岡站附近，最小值出現(xiàn)在流域中南部龍口站附近。而在本文研究中發(fā)現(xiàn)，平江流域小時(shí)降雨量在前、中期的空間分布上也具有相同特征。于前期，小時(shí)雨量在各時(shí)段上基本為自東北向西南表現(xiàn)出先減后增的空間分布特征，且各時(shí)段最大值與最小值出現(xiàn)的區(qū)域也分別為城岡站和龍口站附近，最突出的時(shí)段為08：00，其最大值為5.60 mm、最小值為0.73 mm；于中期，雨帶相比與前期有向兩側(cè)擴(kuò)散的趨勢，因此有部分時(shí)段的空間分布特征有所改變，但總體上大多數(shù)時(shí)段也表現(xiàn)出自東北向西南表現(xiàn)出先減后增的空間分異格局，雨量最大值出現(xiàn)在08：00城岡站附近為4.67 mm，最小值出現(xiàn)在23：00田村在附近為0.67 mm。

與前、中期相比，后期降雨空間分布差異較小，雨帶在空間上隨時(shí)間的推移表現(xiàn)出自中部向兩側(cè)擴(kuò)散的特征。08：00雨量增加了1.07 mm表現(xiàn)最為顯著，此外15：00—18：00雨量增加了0.64～0.70 mm，其余時(shí)段雨量也均表現(xiàn)出增加趨勢，說明前—中期各時(shí)段雨量在雨帶由中部向兩側(cè)擴(kuò)散的過程中呈增加趨勢。中—后期雨量在雨帶由中部向兩側(cè)擴(kuò)散的過程中并非完全是呈增加趨勢?？v觀整個(gè)階段，后期各時(shí)段降雨的空間分布呈現(xiàn)出非常均勻的狀態(tài)，因此若分析流域降雨得空間分布差異應(yīng)從前、中期入手。在研究前期，流域北部極易形成降雨高值中心，在11：00—12：00，20：00—21：00，02：00—06：00等多個(gè)時(shí)段形成唯一的高值中心，而在各時(shí)段流域南部降雨均較小。在中期，流域北部雨量仍然較大，在08：00城岡站雨量為4.67 mm，前、中期小時(shí)雨量主要集中在流域北部。

通過以上分析得：總體上，平江流域小時(shí)降雨隨時(shí)間變化顯著增加，造成這一結(jié)果的原因可能是研究時(shí)段恰好處于該流域降雨增加的時(shí)段。小時(shí)降雨在07：00—08：00呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在09：00—06：00(次日)呈現(xiàn)遞增的趨勢。降雨侵蝕力與小時(shí)雨量(前、中期)的空間分布具有一致性，共同表現(xiàn)為自東北向中南遞減，而后向西南遞增的特點(diǎn)，且最大值出現(xiàn)在流域北部城岡站附近，最小值出現(xiàn)在流域中南部龍口站附近。雨帶在空間上隨時(shí)間的推移表現(xiàn)出自中部向兩側(cè)擴(kuò)散的特征，前、中期雨量集中在流域北部，后期雨量空間分布差異較小，整體來說1989—2018年小時(shí)雨量在流域北部相對(duì)集中。

2.4 不同量級(jí)降雨周期性分析

對(duì)平江流域1989—2018年不同量級(jí)降雨及總降雨的時(shí)間序列進(jìn)行Morlet小波分析(圖略)，可以看出各量級(jí)降雨與總降雨的周期性變化。年小雨量小波方差在27～28 a尺度下表現(xiàn)最為顯著，為主周期，期間經(jīng)歷2次“偏少—偏多”的交替循環(huán)。年中雨量小波方差在26～27 a尺度下表現(xiàn)最為顯著，說明在26～27 a尺度下周期震蕩最劇烈，其次為7～8 a和4～5 a，分別為第一、二、三主周期且分別經(jīng)歷2，6，12次“偏少—偏多”的交替循環(huán)。年大雨量具有3個(gè)主周期，分別為26～27 a，7～8 a和12～13 a，其中26～27 a尺度下周期震蕩最劇烈，期間經(jīng)歷了2次“偏少—偏多”的交替循環(huán)。年暴雨量小波方差圖中存在3個(gè)峰值，其第一、二和三主周期為4～5 a，25～26 a和9～10 a，分別經(jīng)歷9，2次“偏少—偏多”的交替循環(huán)和5次偏多—偏少”的交替循環(huán)?？偨涤炅啃〔ǚ讲畲嬖?個(gè)峰值，其第一、二和三主周期分別為26～27 a，7～8 a和4～5 a，分別經(jīng)歷2，6，8次“偏少—偏多”的交替循環(huán)。

因小、中、大和暴雨雨量組成總降雨量，所以總降雨量受年中、大雨量的影響第一、二主周期表現(xiàn)為26～27 a，7～8 a，受年暴雨量的影響第三主周期表現(xiàn)為4～5 a。

3 結(jié) 論

(1) 在1989—2018年流域小、中、大和暴雨多年均值分別為297.15 mm，473.57 mm，470.82 mm，344.34 mm，占年總雨量的比率分別為18.64%，29.76%，29.70%，21.90%，中、大雨占主導(dǎo)地位。各量級(jí)降雨年內(nèi)分配不均，降雨主要集中在春、夏季，小雨集中在1—6月，峰值為3月，最小值為10月；中雨集中在2—8月，峰值為4月，最小值為12月；大雨集中在3—8月，峰值為6月，最小值為12月；暴雨集中在5—8月，起伏大，峰值為6月，最小值為1月。50 mm的暴雨重現(xiàn)期約為兩年一遇，五十年、百年及千年一遇的雨量分別為155.2 mm，175.5 mm，240.3 mm。

(2) 暴雨較其余量級(jí)具有良好的空間分布規(guī)律，其在各時(shí)間尺度表現(xiàn)出明顯的“南低北高”的空間分布特征尤其是春、夏兩季表現(xiàn)突出；小雨、大雨在各尺度上總體為“西低東高”的空間分異格局，但在月尺度上小雨的空間分布較不明顯其特征主要體現(xiàn)在年、季尺度上；中雨相對(duì)于其余量級(jí)降雨其規(guī)律性較差，在尺度上空間差異較大但流域中部降雨較小。

(3) 根據(jù)線性傾向估計(jì)顯示，年小雨、年中雨量呈下降趨勢，年大雨、年暴雨量呈上升趨勢且年暴雨量上升幅度大，說明流域降雨有向極端降雨發(fā)展的趨勢。據(jù)M-K檢驗(yàn)結(jié)果，各量級(jí)降雨于年、季尺度上變化不明顯僅少數(shù)站點(diǎn)通過p=0.01或0.05的顯著性檢驗(yàn)；于月尺度上，中雨量變化顯著，2月中雨量通過p=0.05的顯著性檢驗(yàn)呈下降趨勢，11月中雨量通過p=0.01的顯著性檢驗(yàn)呈上升趨勢，其余量級(jí)降雨變化趨勢不明顯。

(4) 平江流域1989—2018年小時(shí)降雨在07：00—08：00呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在09：00—06：00(次日)呈現(xiàn)遞增的趨勢。本文小時(shí)雨量(前、中期)的空間分布與前人[23]研究平江流域降雨侵蝕力的空間分布特征具有一致性，共同表現(xiàn)為自東北向中南遞減，而后向西南遞增的特點(diǎn)，且最大值出現(xiàn)在流域北部城岡站附近，最小值出現(xiàn)在流域中南部龍口站附近。雨帶在空間上隨時(shí)間的推移表現(xiàn)出自中部向兩側(cè)擴(kuò)散的特征，雨量主要集中在流域北部。

(5) 不同量級(jí)降雨具有明顯的周期性變化，總降雨量受中、大雨年降雨量的影響第一、二主周期表現(xiàn)為26～27 a，7～8 a，受暴雨年降雨量的第一主周期的影響第三主周期表現(xiàn)為4～5 a。