泰安市降水特征及其空间差异研究

段 震

（泰安市水文局，山东 泰安 271000）

泰安市位于山东省中部的泰山南麓，属半湿润大陆性季风气候，多年平均降水量为699 mm，其中6～9月降水量520 mm，占年降水量的74.4%，3～5月降水量99.3 mm，占年降水量的14.2%，具有春旱、夏涝、晚秋又旱的特点。降水量的年际之间也比较明显，丰、枯交替出现，旱涝表现出明显的季节性。研究泰安市降水时空分布特征及其变化趋势，探讨影响降水的主要原因，为防汛抗旱提供决策依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本研究所需的基础资料来源于泰安市水文局。泰安市现有雨量观测站195处，本文选用资料系列长、代表性好的32处站点1953—2018年的逐月降水数据，用算术平均法计算出泰安市6县（市、区）1953—2018年的逐月降水量。各站资料观测均按《水文观测规范》规定观测，每年都由水文部门按照《水文资料编印规范》对所观测的资料进行整编、刊印成册。其观测成果精度高、可靠性强。数据来源权威，其可靠性、时间分辨率和连续性均能满足本研究的要求。

1.2 研究方法

对长时间、广地域降水序列的研究，为凸显其特征，本研究运用水文统计方法，在EXCEL、SPSS及GIS软件中对近66年来的降水数据进行处理，主要统计变量包括：均值M、均方差S、变差系数Cv、偏态系数Cs以及数据离散程度R。

2 降水变化特征

2.1 降水年际变化特征

根据泰安市6县（市、区）1953—2018年的资料统计，泰安市多年平均降水量699 mm，样本标准差为166.3 mm，Cv值为0.24，Cs值为0.88。据对6县（市、区）年度Cv值分析，其值在0.23～0.27之间波动。Cs值在0.43～1.35之间波动，其中肥城市Cs值最小，宁阳县Cs值最大。泰安市降水年际变化大，最大年均降水量为1361 mm，出现在1964年，最小年均降水量为348 mm，出现在2002年，倍比为3.91。

据泰安市1953—2018年降水距平百分比（见图1）分析，近66年来，研究区域降水偏多的年份有31年，偏少的年份有35年。1）1953—1971年，降水距平百分比曲线稀疏，降水波动小；1972—2002年降水距平百分比曲线稠密，降水波动大。2）以1972年为界，1954—1971年降水量偏多，累积降水距平百分比为112%；1972—2002年降水量偏少，累积降水距平百分比为-171%。3）以2003年为界，2003—2011年降水量偏多，累积降水距平百分比为116%。4）2012—2018年降水量偏少，累积降水距平百分比为-55.4%。

图1 泰安市1953—2018年降水累积距平百分比

根据国际标准，R≥50%为涝，50%>R>25%为偏涝，25%≥R≥-25%为正常，-25%>R>-50%为偏旱，R≤-50%为旱。由图1可见，泰安市近66年来，有2年为涝，1964年、1990年；有4年偏涝，1957年、1969年、2003年、2004年；有 52年正常年份；有1年旱年，为2002年；有7年偏旱，1966年、1968年、1981年、1986年、1988年、1989年、1992年。这66年中降水灾害年总数14年，灾害年降水概率21.2%；正常年降水概率78.8%。单就降水指标而言，泰安市有接近1/4的年份属旱涝年，旱涝发生的概率较大。

2.2 降水年内变化特征

据1953—2018年泰安市降水资料分析，全市降水在年内时程分布上很不均匀，各月份之间降水差异甚大。7月降水量最多，为211.9 mm，1月降水量最少，仅为6.6 mm，倍比为32.1。泰安市降水不仅各月分配不均，集中在夏秋季，而且汛期、非汛期差异明显，汛期集中了全年降水量的74.4%（见表1），所以很有必要区分汛期、枯季。

表1 泰安市降水量的年内分配统计表

图2在降水距平百分比上同时把泰安市年度与汛期、非汛期作比较。可以看出，绝大多数年份里，汛期距平百分比曲线与年度曲线在演变上有很好的一致性，而非汛期曲线与年度曲线相比则波动较大，这与汛期集中了全年大部分降水有关。如2003年、2004年均为偏涝年份，非汛期降水少，距平百分比分别为47%、38%；而汛期降水分别占全年降水的65.7%、84.9%，距平百分比分别为30%、58%。系列中1964年年度降水和非汛期降水均为最大，该年度汛期、非汛期降水都是正距平，汛期降水1050 mm，距平为1.02；非汛期降水311 mm，距平百分比为74%。

图2 1953—2018年泰安市年度、汛期、非汛期降水距平百分比曲线图

2.3 多年平均降水量空间差异

为了对全市的降水分布特点有比较直观的认识，根据泰安市1953—2018年降水观测数据，在地理信息系统软件中采用IDW（Inverse Distance Weighted）内插法，绘制出多年平均降水量线等值线图。从图中可以看出，降水量变化范围在地区上的分布总体是南部大于北部，东部大于西部。由于受地理位置、大气环流等因素影响，泰安市的降水区域分布不均，其中泰山区降水量最大，为792 mm，东平县降水量最小，为625.6 mm，降水量总体呈现自东南向西北递减的差异规律。泰山顶是一个封闭的800 mm小圈。

3 结语

1）据泰安市1953—2018年降水距平百分比曲线及趋势线分析，泰安市近66年来降水变化趋势：以1972年为界，1953—1971年降水量偏多，1972—2002年降水量偏少；以2003年为界，2003—2011年降水量偏多；2012—2018年降水量偏少，多为偏旱或平水年份。

2）据1953—2018年降水数据统计，泰安全市降水在年内时程分布上很不均匀，7月份降水量最多，为211.9 mm，1月份降水量最少，仅为6.6 mm，倍比为32.1。汛期集中了全年降水量的74.4%。

3）由于受地理位置、大气环流等因素影响，从泰安全市范围看，降水区域分布不均，其中泰山区降水量最大，为792 mm，东平县降水量最小，为625.6 mm，降水量总体呈现自东南向西北递减的差异规律。泰山顶是一个封闭的800 mm小圈。