平原区小流域降水量变化特征分析

张新潮

（河北省衡水水文水资源勘测局，河北衡水053000）

1 朱家河流域概况及监测点布设情况

朱家河流域属衡水市一个小区域，位于深州市中南部，控制流域面积150 km2，耕地总面积1.06万hm［1］，为平原区小面积降水径流研究区域。

该流域大陆季风气候特点显著，属半湿润、半干旱暖温带大陆季风气候区。四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季凉爽，冬季寒冷少雪。年平均气温12.6 ℃，1月份最冷，平均气温为零下4 ℃，全年无霜期191d，日照时数2616.8h［1］。土壤结冰期从11月中旬至来年的3月中旬。种植作物主要是冬小麦、夏玉米。

朱家河流域属石津渠灌区，西至四干渠，南至四干一分干渠，东至衡榆公路，北至石津灌渠。流域内有8个降水量监测站点，均匀分布于区域内，布局较为合理，具有一定的代表性。

8个站点中，下博、东景萌、西阳台、西辛庄4个站点从1978年开始进行汛期逐日监测，1989年后改为常年监测；大寺李和北榆林2个站点分别从1979年开始进行汛期逐日监测；石槽位、河兰井2个站点从1983年开始进行汛期逐日监测。

2 水变化特征分析

朱家河流域降1978～1988年共11a的流域年及汛期平均降水量成果为《河北省中部平原水文水资源特性研究》［1］中的数值，其他年份沿用该书计算方法，用泰森多边形法求出各雨量站代表该流域的降水系数，然后根据各站、降水系数计算流域平均降水量。

2.1 降水特征值统计

频率曲线采用皮尔逊Ⅲ型曲线。利用1978～2010年降水量成果计算平均值。均值为算术平均值，在同步系列适线时，均值未进行调整。变差系数Cv值确定：第1次适线采用计算值，当点据拟合不好时，对Cv值进行调整。对系列中出现的特大特小值，在适线时一般不做处理［2］。由于降水量相对稳定，Cv值在地区分布上差别不大，一般在0.2～0.4之间。偏差系数Cs取值一般用Cs/Cv值来反映。Cs/Cv的选用值以最佳适线值为准，一般取0.5的倍数［3］。

朱家河流域年、汛期降水量特征值统计见表1。

表1 朱家河流域年、汛期降水量特征值统计

2.2 降水季节变化特征

选取朱家河流域内东、中、西4个常年站1989～2010年资料，绘制各站年内月平均降水量变化过程线，见图1。

从图1看出，朱家河流域年内降水分布呈山峰状，7月份降水量最大，且以7月份为中心，向年尾、年头依次交替递减。年头坡小、年尾稍大，中间最陡，说明流域内年内降水量分布极不均匀。通过资料（1978～2010年降水序列）分析，7月份流域平均降水量占全年降水量的29.4%，汛期（6～9月）降水量占全年降水量的76.8%，年内降水量明显分布不均。

选取流域内丰水年份和枯水年份降水量资料，分别计算汛期（6～9月）所占年降水量的比率，丰水年份和枯水年份分别为78.1%和73.7%，说明枯水年份降水量年内分布略好。

为更好地了解流域内四季降水量情况，绘制了朱家河流域季节降水量统计表，见表2。

表2 朱家河流域年内降水量统计

由表2看出，朱家河流域春季和秋季降水量基本相当，夏季和冬季降水量相差极大，原因是夏季由于太平洋副热带高压脊线北移，促使西南和东南洋面上暖湿气流向本区输送，成为主要降水季节；冬季受极地大陆性气团控制，天气寒冷、干燥少雪［2］；春季和秋季处于冬、夏之交，正处在两种气候交替变化的过度时期，降水量不大也不小。

2.3 降水年际变化特征

根据朱家河流域降水量计算成果，绘制了流域年、汛期、非汛期降水量过程线图，见图2。从图2可以看出，流域内多年平均降水量基本持平，并无增大和减小；汛期（6～9月）降水量有减小的趋势，非汛期降水量呈增长趋势，年内降水量差异在减小，其中1983年、1997年、2003年三个年份年内非汛期降水量已非常接近或超过汛期降水量。

从表3中可以看出，各站年均变幅［4］最大值都接近最小值的3倍，流域平均降水在243.0～701.3mm之间，最大与最小相差458.3mm，说明降水量年际变化差异很大。在从年内各月变幅来看，多年中月降水量也存在着很大的差异，尤其表现在汛期，7、8月份最为突出。

表3 朱家河流域降水量统计表

由于朱家河流域面积较小，各站年内降水量基本相差不大，本次采用流域内计算平均降水量成果来分析降水的年际变化，见图3。

图3看出，1978～1996年，2003～2010年两个阶段模比系数差积曲线［5］总体呈上升趋势，说明降水量总体呈增长趋势，特别是在1989～1996年期间，模比系数差积曲线上升趋势明显，说明降水量明显丰富；1997～2002年模比系数差积曲线下降趋势明显，说明降水量有明显减小趋势。

从图3还可看出，流域内降水有明显的3～5a的小周期变化。对流域降水进行丰枯统计，统计标准为：频率小于37.5%的为丰水年，频率37.5～62.5%为平水年，频率大于62.5%为枯水年［2］。1978～2010年，流域内降水丰水年份出现13次，占39.4%；枯水年份出现14次，占42.4%；平水年份出现6次，占18.2%。数据显示，朱家河流域丰、枯年份出现次数相当，而且出现次数较多，占总年份的81.8%，也说明流域内年际降水量变化差异很大，势必对本区农业生产带来不利危害。

2.4 降水空间变化特征

从表3看出，下博站多年平均降水量最大，其次是东景萌站，最小为西阳台站，说明流域内多年平均降水量东部最大，自东向西依次减少，在西北西辛庄站一带，降水量又有所增大。从月变幅、日最大降水量统计来看，一般较大的月、日降水都在流域西部出现，年最大降水量出现在流域东部。

从多年月均降水变幅来看，流域西部变幅相对较大，东部较小；从年均变幅来看，中、东部变幅最大，变幅都在520mm左右，西部西阳台站变幅最小为421.3mm，西北部西辛庄站变幅稍大为463.5mm。

3 结语

朱家河流域面积不大，降水空间分布还算均匀，多年平均降水差异在40.5mm，降水量自东向西逐渐减小，在西北一带降水量又有所增大。降水量年际变化差异较大，最大年降水量接近最小年降水量的3倍。降水有明显的3～5a的小周期变化。降水量年内分布不均，主要集中在汛期（6～9月），占全年降水量的76.8%。流域内总体降水量并无增减，汛期降水量有减小趋势，非汛期降水量呈增长之势，年内降水差异在缩小。初步分析结果可以为本区农业生产以及小流域降水产流、径流研究提供一定的依据。

［1］河北省衡水水文水资源勘测局.河北省中部平原水文水资源特性研究［R］.2000年.

［2］河北省衡水水文水资源勘测局.衡水市水资源评价报告［R］.2006.

［3］时振阁.唐山市降水量序列变化规律分析［J］.南水北调与水利科技，2010（1）:165.

［4］梁川，侯小波，潘妮.长江源高寒区域降水和径流时空变化规律分析［J］.南水北调与水利科技，2011（1）:57.

［5］王树谦，陈南祥.水资源评价与管理［M］.北京:水利电力出版社，1996.