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大凌河流域降水量时序变化特征研究陈月(辽宁省丹东水文局辽宁丹东)中图分类号:.文献标志码:./.摘要:为了能够合理分配大凌河流域内水资源采用极差法、集中期和不均匀系数法计算分析流域内年均降水量及其年内分配情况应用 秩次相关法、斯波曼秩次相关法和线性回归法检验年降水量变化显著性 结果表明:大凌河流域年内降水量分配不均主要发生在 月年际降水量总体呈波动下降趋势变化趋向稳定平水期时间短丰、枯水期周期为 和 从东北向西南降水量递增经检验流域降水量时序变化具有较高的精度为掌握流域内降水量发展规律及其水资源合理分配提供一定支持关键词:降水量时序变化水文要素大凌河 近年来各种极端气候灾害受全球变暖影响频发对人类的正常生产与生活造成了严重影响 年 月 指出中纬度地区的极端降水事件频率会随着全球平均地表温度的上升而增加降水强度也会加大 大凌河流域既是葫芦岛、盘锦、锦州、朝阳、北票等地的重要水源地也是维护辽西低山丘陵区生态安全的屏障研究大凌河流域降水量时序变化特征对合理制定流域防洪排涝策略以及保护区域内人类活动、生态环境具有重要意义国内外学者广泛研究了区域降水突变特征和变化趋势如张艺玄等突变检验分析了暴雨变化趋势及特征发现 年后长江中下游地区的年均暴雨强度、暴雨日数和暴雨量较之前明显增加暴雨显著变化的突变点出现在 年李军应用 法与反距离权重插值法分探究了极端降水事件、年内降水强度及年际特征发现绝大多数降水量集中在怒江流域的中、下游地区极端降水次数与降水量变化趋势基本一致两者均表现出波动增大趋势 综合相关文献资料发现研究探讨大凌河流域不同尺度水文要素变异情况的较少据此本文结合前人研究成果和大凌河流域实测长序列降水量数据深入分析了流域内降水量变化特征和发展规律为保障区域内工农业生产及当地防汛抗旱策略的制定提供一定支持 流域概况大凌河是辽西地区最大的河流流经葫芦岛、朝阳、锦州、盘锦等 县(市、区)河流全长 流域面积 大凌河流域是辽宁省降水量最少的区域年均降水量在 年内降水分布极不均匀多集中于 月占全年的 左右、两月更为集中占全年的 左右 据 年资料统计大凌河凌海站多年平均降水量 径流量.亿 流量 /枯水期平均流量./研究方法根据大凌河流域凌海站实测逐月降水量数据应用极差法、集中期和不均匀系数法分析流域年内降水量分配特征结合大城子站、朝阳站、义县站实测年降水量数据应用 法、斯波曼和线性回归法检验分析流域降水量年际变化趋势应用轮次分析法揭示降水量丰枯周期及变化情况 经可靠性、代表性及一致性审查系列数据整编成可靠度较高的成果资料各站点数据统计年限如表 表 各站系列统计资料站名资料年限年数大城子站 年 朝阳站 年 义县站 年 凌海站 年.年内分配不均匀性一般采用变差系数 来估计水文序列年内分 年第 期 水土保持应用技术配不均匀性该方法同样适用于年内降水序列 由于存在自调节功能通常利用完全调节系数 来表征水文要素的集中度 值越大表示年内降水分配越不均匀值越大代表年内降水分配越集中.变化幅度变化幅度计算法是一个与极差分析法类似的相对变化量参数通过统计计算水文序列的最大值、最小值 及其与月均降水量的比值从而分析出其变化特征.轮次分析法对于水文序列统计变化特性研究轮次分析法具有较好适用性可以分析降水量周期变化及丰枯程度现已广泛用于诸多领域 从理论上轮次分析法类似于累积距平法但该方法可以显示出丰枯周期设有一定切割水平 的水文序列为 、在一个或多个时段内 连续大于等于或小于 值时就会出现正、负轮次并定义轮次长等于各轮次的和轮次和即为对应轮次时段内的 采用轮次分析法重点研究大凌河流域各站点的年降水量丰枯情况.秩次相关法 秩次相关法是一种相比于参数检验具有一定优越性的非参数检验法可利用一组随机不确定数列、组成水文序列先确定序列对偶值中出现 的个数 若前一个值 全部小于按顺序前进的值则该序列表现为上升趋势 为 ()()求和等于()/若反过来则该序列表现为下降趋势 值取 对水文序列进行检验是分析其有无趋势成分的必要环节 结果与分析.年内分配特征以大凌河流域各雨量站实测资料为基础选用典型站点凌海站降水数据分析其年内分配情况如表 表 凌海站年内降水量分配)站点项目月份合计凌海.)为降水量 为分配比 由表 可知 月份降水量最大达到.分配比高达.月份降水量最小只有.分配比为.降水量极值比为.相差明显 在 月份连续 个月降水量最大该时段降水量达到.分配比为.月至次年 月连续 个月降水量最小该时段降水量只有.分配比为.连续 个月降水极值比.从季节分布上 月(春季)降水量分配比为.其间降水量.月(夏季)降水量分配比为.其间降水量.月(秋季)降水量分配比为.其间降水量.月 次年 月(冬季)降水量分配比为.其间降水量.因此春季与秋季降水量基本相当春季受冰雪融化影响流域内降水量有所提升湿度相对增大秋季受气温下降和夏季雨量影响该时段蒸发量减小降水基本稳定 大凌河流域夏季降水比较集中冬季降水较少依据凌海站实测逐月降水量()数据计算相应的变差系数 值通过点绘逐月流量 曲线分析该站降水量离散程度 其中 值越小代表降水量变化越小反之则代表变化越大 经计算大凌河流域凌海站逐月降水量变差系数 变化范围为.平均值.凌海站 月、月降水量变差系数 较平稳月逐渐减小 月整体平稳 月之后明显增大 月变差系数 处于平均水平以下 月最高其次是 月 总体而言凌海站年内降水量分配非常不均衡通过计算逐月完全调节系数 可以掌握年内降水量分配集中程度值越大代表年内分配越集中 经去中心化处理 月至次年 月均符合 条件该时段的 值均为 故不参与分析 月符合 条件的只有个别月份将 的月份剔除后分别计算凌海站逐月降水量完全调节次数结果显示 最大、最小和平均值为.、.及.月最大、最小和平均值为.、.及.月 最大、最小和平均值为.、水土保持应用技术 年第 期.及.因此降水量集中发生在 月依据大凌河流域 年逐月降水量变化幅度计算结果最大值出现在 年 月的.最小值出现在 年 月的.最大值出现在 年 月的.最小值为 有多个年份均有 最小值年均值为.与的极值比达到.可见大凌河流域年内降水量变幅较高.年际变化特征大凌河流域年际降水量变化曲线如图 结果发现流域年降水量总体呈波动下降趋势 经计算大城子站、朝阳站、义县站、凌海站和全流域年降水量 值依次为.、.、.、.和.值总体较小说明各站点及全流域的年际降水量变化较小整体趋于稳定 采用垂直平分法和 软件计算流域逐年面雨量最大、最小和多年平均面雨量分别为.、.、.极值比达到.图 大凌河流域年降水量变化曲线设横、纵坐标为降水量和海拔点绘不同海拔的降水量演变趋势图 结果表明流域年降水量随海拔的逐渐升高不断增大自东南向西北雨量呈递减的分布特征.丰枯变化特征采用相关公式计算分析流域内降水量丰枯变化特征点绘轮次分析图 结果表明 年属于枯水期 年属于丰水期(轮次和 )年属于枯水期(轮次和)、年属于丰水期 年属于枯水期(轮次和 )年属于丰水期(轮次和 )降水量正、负轮次和为 和 丰、枯水期周期为 和 .年际变化检验采用 法、斯波曼法以及线性回归法分析年际降水量变化趋势结果显示流域年际降水量总体呈现下降趋势该变化特征主要受地形条件影响下垫面条件受人类活动干扰出现较为明显的改变使得降水量减小而蒸发量逐渐增大该变化规律与自然发展态势相符将流域平均雨量和 个站点年雨量输入相应的公式设显著性检验 .各组序列不存在趋势成分经查表确定/.如果 /则表明雨量呈不显著变化趋势如果/则表明雨量呈显著变化趋势 在设定置信水平下计算 组雨量数据序列变化显著性及其趋势成分并进一步确定流域平均雨量和各站点雨量突变年份结果表明各站点和流域平均年降水量均表现出减少趋势且变化不显著突变年份为 年、年、年和 年其中导致降水序列突变的原因主要有耕地的不断增加和植被的破坏等 结论()大凌河流域汛期和非汛期降水量具有明显差异年内分配不均衡夏季降水集中特别是 月降水更加集中冬季较少年降水量随海拔的逐渐升高不断增大 大凌河流域平均及各站年际降水量呈波动下降趋势降水丰、枯水期周期为 和 ()流域年际降水量总体呈现下降趋势该变化特征主要受地形条件影响 流域下垫面条件发生明显改变使得降水量减小而蒸发量逐渐增大该变化规律与自然发展态势相符()经置信检验各站点和流域平均年降水量均表现出减少趋势且变化不显著突变年份为 年、年、年和 年其中导致降水序列突变的原因主要有耕地的不断增加和植被的破坏等参文献张艺玄胡正华.长江中下游地区近 年暴雨变化特征研究.气候与环境研究():.李军.基于日降雨数据的辽宁省降雨侵蚀力初步分析.水土保持应用技术():.黄琳娜.水土保持林空间配置对场降雨径流影响的模拟.水土保持应用技术():.收稿日期:作者简介:陈月()辽宁省盘锦市人汉族本科高级工程师 研究方向:水文水资源、水生态环境、农业水利工程、水利水电工程、水土保持、监理等(责任编辑 赵旭珍 责任校对 郑娟)年第 期 陈月:大凌河流域降水量时序变化特征研究