海阳市降水分析

（山东省烟台市水文局 烟台 264010）

1 概况

1.1 地理位置

海阳市位于胶东半岛南端，居于烟台、青岛、威海三市的中心地带，因地处黄海之北，故名“海阳”；海阳市地跨东经120°50′～121°29′，北纬36°16′～37°10′，东西最大横距57.7km，南北最大纵距65.7km，总面积1909.69km2；海阳市东邻乳山、牟平，西接莱阳，北连栖霞，南濒黄海，西南隔丁字湾与即墨相望，海岸线长230km。

1.2 水文气象

海阳市属暖温带东亚季风型大陆气候，其特征为光照充足，四季分明，寒暑显著，气候温和，昼夜温差小，无霜日期长，春季风多易旱，夏季炎热多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷干燥，少雨雪，盛行西北风。降水时空分布不均，光照充足，气候资源丰富，非常适合旅游观光和居住。

2 降水量

海阳市年降水量总体分布趋势是自市域东向西递减。同一经度线上，年降水量随纬度的增加而减少，即各经度线自北向南降水量递增；同一纬度线上的年降水量，呈自东向西递减的趋势。

海阳市年降水量的多年变化过程具有明显的丰、枯水交替出现的特点。1956—1979年基本为丰水期，1980—2015年基本为枯水期。降水量的年内分配很不均匀，主要集中在汛期。多年平均连续最大四个月降水量为422.6～488.3mm，约占多年平均降水量的70.8%～72.1%。海阳市多年平均降水量见表1、表2。

3 降水分析

3.1 雨量站的选择

本次评价雨量代表站选站原则：（1）雨量观测资料质量较好、系列较长；（2）面上分布较均匀，对降水量变化梯度大的地区，选用雨量站适当加密。根据以上原则，结合海阳市雨量资料的实际情况，本次评价共选用了11处雨量站，共计4620站月资料，其中实测资料4282 站月，占92.7%。

3.1.1 降水资料的插补延长

本次水资源评价采用多元线性回归分析法和优化插值技术，对缺测月份降水量进行插补。具体做法是：根据降水量观测资料状况，选定插补站和参证站。根据插补站及参证站的资料情况，兼顾地形、高程等因素，按照阶段寻优、整体优化的原则，建立一组多元线性回归方程，其一般形式为：

式中：P—插补站月降水量；

P1、P2、P3…—与P 相同月份的邻近参证站月降水量；

A1、A2、A3…—分别为回归系数。

本次降水资料的插补过程中，选用回归方程的复相关系数均在0.90 以上左右，插补成果精度可靠。

3.1.2 资料审查

本次评价，降水资料源自按国家规范进行整编的水文资料，取自山东省水文数据库，资料录入之前经过严格审核；缺测资料采用多元线性回归方程组进行插补，方法正确、成果可靠。

3.2 水资源分区年降水量计算

根据海阳市雨量站分布特点和降水地区分布规律，本次评价各水资源分区年降水量均值利用选用代表站历年年降水量系列资料用算术平均法计算，年降水量变差系数Cv 值用矩法公式计算，经验频率采用数学期望公式P=m/n+1×100%计算，频率曲线线型采用P-Ⅲ型。适线时均值、Cv 值不作调整，Cs =2Cv，对系列中特大、特小值不作处理。

根据各分区年降水量系列，计算各分区不同保证率的年降水量。1956—2015年系列各水资源分区年降水量计算成果见表1。

由表1可知，全市1956—2015年平均年降水量为697.2mm。各水资源分区中，大沽夹河多年平均降水量最大，为740.0mm；白纪区最小，为629.3mm。

3.3 丰、枯水周期性变化规律分析

应用烟台站长系列降水资料作为分析的依据，点绘烟台站年降水量模比系数差积曲线图（图1）。

从图1可以看出，烟台站年降水量丰、枯变化过程有比较明显的周期性。自1887年至1950年，差积曲线为下降段，降水量偏枯，1887—1950年降水量均值为613.0mm，比长系列均值654.0mm 偏小6.3%；从1951年至2015年差积曲线为上升段，降水量偏丰，1951—2015年降水量均值为736.3mm，比长系列均值偏大12.6%；从1950年至1979年差积曲线为上升段，降水量偏丰，1950—1979年降水量均值为737.6mm，比长系列均值偏大12.9%；1980—2015年差积曲线呈小周期（约为10年）上升和下降交替出现的情况，降水量均值653.8mm，接近长系列均值654mm。上述的下降段（枯水段）或上升段（丰水段）虽夹杂着一些较小的丰、枯水波动段，但大的上升、下降趋势十分明显。

从1980年开始到1989年，差积曲线又呈下降趋势，又进入一个的枯水段，降水量均值582.1mm，较长系列均值偏少11.0%，1990—1999年差积曲线又呈上升趋势，又进入一个丰水段，降水量均值691.1mm，较长系列均值偏多5.7%，2000—2006年差积曲线又呈下降趋势，又进入一个枯水段，降水量均值为591.9mm，较长系列均值偏少9.5%，2007—2015年差积曲线又呈上升趋势，又进入一个的丰水段，降水量均值为738.1mm，较长系列均值偏多12.9%。

表1 海阳市（1956—2015年）平均降水量计算成果表

表2 海阳市（1980—2015年）平均降水量计算成果表

图1 烟台站年降水量摸比系数差积曲线图

图2 海阳市全市平均年降水量年度变化图

表3 海阳市代表站年降水量极值比和极差表

表4 海阳市各年代年降水量均值比较表

可以看出，烟台站存在着1887—2015年约60年的降水变动周期，其中1987—1950年为枯水段，1951—2015年为丰水段。1980—2015年，降水接近长系列均值，进入一个约10年的小周期丰、枯交替段。

从海阳市1956年以来全市平均年降水量年度变化及年平均降水量模比系数差积曲线图（图2）也可以看出，1980年以前，差积曲线呈上升趋势，丰水；1981—2002年 以 后呈下降趋势，枯水，2003年以后呈小周期变化。

3.4 丰、枯水变化幅度统计分析

通常采用年降水量变差系数Cv 和极值比或极差（同一雨量站最大与最小年降水量之比值或差值）来反映年降水量丰、枯变化幅度。

Cv 值大，表示年降水量的变化幅度大，反之则小。根据海阳市1956—2015年年降水量变差系数Cv 等值线，海阳市年降水量变差系数Cv 值一般变化在0.26～0.28 之间。大沽河及留格河以及白沙河、纪疃河区Cv 值较大，最大达0.28 以上，其余地区在0.26 以下。

表3列出的是海阳市本次评价11 个代表雨量站年降水量的极值比和极差，由表可以看出，海阳市极值比在2.83～4.57 范围之间，其中建新、盘石、行村站极值比在4.0 以上，建新站1964年降水量1232.8mm，1999年降水量287.2mm，极值比为4.29，极差945.6mm。盘石站1964年降水量1428.0mm，1999年降水量356.3mm，极差1071.7mm。行村站1964年降水量1443.2mm，1999年降水量315.9mm，极差1127.3mm。海阳站1964年降水量1567.7mm，1981年降水量423.8mm，极差1143.9mm。以上数据表明，海阳市年降水量变化幅度相当大。

3.5 年代平均降水量变化分析

比较海阳市不同年代年降水量的均值与60年系列的均值，可以看出：二十世纪六十年代降水量均值最大，七十年代、八十年代、九十年代降水量均值逐渐减少，八十年代降水量均值最小，九十年代后年降水量均值有所回升，2000年以后接近长系列（1956—2015年）均值，见表4。

4 结论

海阳市1956—2015年多年平均降水量697.20mm，折合水量133143.6 万m3。1956—1979年平均降水量789.5mm，折合水量150770.0 万m3；1980—2015年平均降水量635.6 mm，折合水量为121379.9 万m3，较1956—2015年系列偏少8.8%，较1956—1979年系列偏少19.5%，是一个偏枯系列■