丹东市降水量时空分布和变化特征分析.pdf

丹东市降水量时空分布和变化特征分析林磊(辽宁省丹东水文局辽宁丹东)中图分类号:.文献标志码:./.摘要:根据丹东市 年 处雨量站监测资料采用泰森多边形法和 型曲线计算分析丹东市降水量空间分布和时序变化特性 结果表明:丹东市年际降水量变化相对稳定多年呈不显著下降趋势年内主要集中于 月丹东市多年平均降水量.折合水资源量.亿 各分区降水量处于.各分区降水量相差较小研究成果可以为丹东市降水预测及水资源管理提供一定参考关键词:降水量空间分布时序变化丹东市 降水量是反映水文气象特征的重要参数之一在一定程度上体现了区域水资源状况其时空分布直接关系着城市用水规划及产业结构调整也会制约着农田灌溉和农业发展 因此研究分析降水量空间分布及时序变化特征对于城市水资源规划和开发利用、保护意义重大 我国许多学者从多个角度利用不同方法研究分析了部分地区或全国降水量演变趋势及其时空分布特征并取得丰硕的成果如张成娟等以福建省为例研究认为该区域 年降水量表现出波动上升趋势尤其是夏季增幅更加明显而秋季表现出下降趋势徐东坡等从时空分布上揭示我国 年降水变化规律结果发现在研究期间我国降水量未出现显著突变点一级主周期以 为主在整个序列年的降水量上升趋势不明显 因此现有研究大多侧重于河道径流和降水特征等分析较少涉及长时间序列的区域降水规律研究 本文结合丹东市 年典型雨量站监测数据计算分析其降水量空间分布和时序变化特性旨在为丹东市降水预测及水资源规划提供一定支持 材料与方法.研究区概况丹东市地处辽宁省东南部南邻黄海东西横距 南北纵距 总面积 研究区位于暖温带亚湿润季风气候区年降水量为 暴雨集中期多为 月至 月中旬夏季降水量占全年的/年丹东市降水量 .水资源总量.亿 境内水系发育良好分布有大洋河、叆河、浑江和鸭绿江等全区大小河流共计 条.资料收集通过收集丹东市周边及主城区雨量站点资料共收集到丹东、东港、凤城、宽甸 处雨量站年度和月度降水数据分析数据系列年限为 年.研究方法()型曲线 一般地降水量频率曲线是一条单峰不对称 型曲线数据系列服从伽马分布概率密度函数表达式如下:()()()()()式中:()、为 的伽马函数和降水量、为位置参数和分布的形状、尺度、均大于 总体的统计参数(、)与、这 个参数存在以下关系:/()(/)()根据偏差系数、变差系数、均值 就可以确定 型曲线具体应用时一般利用公式()计算、值即:()式中:、为模比系数和时间序列 的降水量、为降水量均值和时间序列长度 实践表明若偏差系数按照理论公式计算一般具有较大误差常用理论频率曲线与经验频率配合最优的方法及/的倍比关系确定偏差系数一般取.()降水丰、枯等级 采用距平百分率 来衡量丰、枯变化特征其表达式为:()依据水文情报预报规范划分丰、偏丰、平、偏枯、枯水年等级标准所对应的距平百分率 、()泰森多边形法 该方法是以离散分布的雨量站点监测资料为基础先将各站点连成三角形并作各边的垂分线再连接交点构成多边形这个多边形区域内的降雨量就等于水土保持应用技术 年第 期其包含的唯一雨量站监测数据 所以可以利用下式确定流域面降水量:()式中:为各观测站的降水量 为观测站控制面积 为流域面积 结果与分析.统计特征值经插补延长确定丹东市 年 处雨量站年降水量数据以算数平均值作为系列均值 统计各雨量站连续 个月最大、年最大、最小和平均降水量及其出现年份如表 表 降水量特征值 测站最大值年份最小值年份平均值连续 个月最大月份宽甸站 .凤城站 .东港站 .丹东站 .结果显示丹东站的年降水量最高达到 .凤城站的年降水量最低只有.丹东站的连续 个月降水量最高达到.除宽甸站外其它站点的连续 个月最大降水量均出现在 月.不同频率的降水为了进一步明确枯水期、平水期和丰水期降水情况计算分析、不同设计频率降水量如表 本文先利用矩法初步计算变差系数 再使用适线法经优化调整确定最终值 表 不同频率降水量 测站/不同频率降水宽甸站.凤城站.东港站.丹东站.结果表明丹东市降水量变差系数 为./变化范围为.表明丹东市年际降水量变化幅度较小总体变化较为稳定按照年代划分研究时段内降水数据并计算各水期降水量距平百分率 结果显示 年东港站为偏丰年其它站点均为平水年 年宽甸站和东港站为偏丰年凤城站、丹东站为平水年 年东港站、丹东站为偏丰年宽甸站、凤城站为平水年 年、年、年和 年丹东市各站点均为平水年.年内降水量变化受季风影响丹东市年内降水量分配表现出汛期集中且相对较多春、冬季较少的特征 宽甸站、凤城站、东港站和丹东站年内降水量分配基本一致 一般 月连续 个月降水量最大占全年的.月份降水量最高占全年的.月份降水量最低占全年的.年际降水量变化一般极值比和 是反映降水量多年平均和年际变化趋势的重要参数计算结果如表 结果表明丹东市年降水量变差系数 为.极值比变化范围为.这表明丹东市年降水量变幅较小变化基本稳定表 年际降水变化趋势和极值比测站值回归方程极值比显著性丹东站.不显著凤城站.不显著东港站.显著宽甸站.不显著 引入、为年份和年降水量采用线性回归法和坎德尔秩次相关法分析年降水量变化趋势及其显著性以置信度为 的显著性水平(./.)进行分析如果计算的值大于./则变化趋势显著反之则变化趋势不显著结果表明丹东站、凤城站、东港站和宽甸站年降水量均表现出减小趋势除东港站外其它站点均为不显著下降这表明丹东市年降水量总体呈不显著下降趋势.分区降水量根据丹东市境内的大江大河将研究区划分成 个分区采用泰森多边形法和 年降水数据计算各分区面降水量 结果表明丹东市多年平均降水量为.折合水资源量.亿 各分区降水量为.各水域降水量基本接近 其中降水量最大的是大洋河水域的.叆河和鸭绿江水域降水量基本接近浑江水域居中为.结论本文依据丹东市 处代表性雨量站监测资料采用泰森多边形法和 型曲线分析了丹东市降水量空间分布、年际变化、年内分配及降水特征可为城市水资源规划和水文气象研究提供数据支持 然而由于未考虑气象因素对降水的影响以及变异性、周期性分析为更加客观地揭示降水变化特征仍需进一步深入研究参考文献全占东.水足迹理论视角下辽河流域水资源评价.水土保持应用技术():.张生宇.基于非平稳时间序列模型的小凌河流域生态足迹动态预测研究.水土保持应用技术():.张成娟王延朝常禹.年福建省降水时空分布特征研究.安徽农业科学():.徐东坡李金明周祖昊等.年中国降水特征的时空分布规律研究.水利水电技术():.收稿日期:作者简介:林磊()河南新蔡县汉族男本科高级工程师 研究方向:水文水资源、水文预报等(责任编辑 赵旭珍 责任校对 郑娟)年第 期 林磊:丹东市降水量时空分布和变化特征分析