井 涌,祁 琦,王红艳
(陕西省水文水资源勘测中心,陕西 西安 710068)
不同于实际工作中,通常采用年、月降水量均值及变差系数等参数的等值线图来分析其空间分布规律,因点暴雨需从确定其标准历时、选取各标准历时最大雨量样本系列、样本系列频率计算、点暴雨参数等值线图绘制,以及最大点雨量分布等方面来描述和研究,所以应分别从各标准历时最大雨量的参数等值线图等来分析点暴雨的地区分布规律。
依据《中国暴雨参数图集》[1]中的标准历时,新编《陕西省水文手册》[2-3]确定10 min、20 min、60 min、3 h、6 h、12 h、24 h 和3 d 共8 个标准历时,并采用8 个固定时段年最大值选样构建点暴雨样本序列。全省筛选出806 个雨量站建站至2012 年8 个标准时段单站多历时点暴雨系列,在频率分析计算取得参数的基础上,利用地理信息系统空间分析绘制等值线的技术平台,将专业技术与专家经验结合,绘制全省8个标准时段点暴雨均值和变差系数Cv等值线图16 张,并对全部等值线图进行了合理性检查和查图精度检验,见《陕西省水文手册》[1]附图。
本文数据来源及分析依据来自新编《陕西省水文手册》及《陕西省水文手册技术方法》[2]中的相关附图。
8 个标准时段的最大点暴雨散点分布图,反映各时段点暴雨落区发生点在地区分布上的特性,大尺度宏观上也反映其相应点暴雨均值等参数地区分布与地形地貌气候环境状况关系的空间分布特征,是勾绘其均值等参数等值线图及掌握区域点暴雨落区点特性的重要依据。
(1)10 min 最大点暴雨地区分布
陕北北部:集中区多发生在黄河干流沿线、无定河下游区。在13.0 mm~43.5 mm,大多在20 mm 左右。沙漠区零星散发,多在20.0 mm 以上。中部:形成白于山区无定河及北洛河源头区和黄河干流沿线2 个集中多发区。白于山区一般在14.9 mm~28.8 mm,大多在20 mm 左右。黄河干流沿线一般在13.4 mm~28.6 mm。南部:主要有黄陵、洛川县境内和黄河干流沿线2 个集中多发区。黄陵、洛川境内一般在15.2 mm~30.0 mm,多在20 mm 左右。黄河干流沿线在10.5 mm~26.4 mm。
关中渭河北北山一带:有千河陇县、千阳,沮水耀县,北洛河状头3 处30.0 mm 以上相对高值集中区,除达溪河上游有11.0 mm 低值分布外, 大多在25 mm 左右, 一般在11.0 mm~38.4 mm。关中渭河平原:零星散布,多在20 mm左右。关中渭河南秦岭北麓:一般在13.0 mm~59.1 mm,多在20 mm 以上。
陕南嘉陵江区:嘉陵江干流区一般在13.9 mm~28.7 mm,多在20 mm 以上;巴山区支流在15 mm 左右。汉江区:汉江左岸一般在9.1 mm~47.9 mm,多在15 mm以上,勉县茶店子,恒河、洵河、蜀河有30 mm 以上高值分布。汉江右岸一般在10.8 mm~28.3 mm,多在20 mm 左右。丹江区:一般在16.8 mm~32.8 mm,多在20 mm 以上。
(2)20 min 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游区15.8 mm~56.2 mm,多在30 mm 以上。沙漠区在19.0 mm~59.5 mm,多在20.0 mm 以上。中部:白于山区21.2 mm~47.0 mm。黄河干流沿线20.3 mm~41.6 mm,多在30.0 mm 以上。南部:零星发生,一般13.5 mm~43.0 mm,多在25 mm 以上。
关中渭河北北山一带:千河陇县、千阳,沮水耀县,漆水河安头有40.0 mm 以上高值,除达溪河上游有20.0 mm 低值分布外,多在30 mm 以上,一般16.9 mm~58.4mm。渭河平原周边及东部散布30 mm 以上。渭河南秦岭北麓:西安以东多在40 mm,以西在30 mm 以上。黑峪口,涝峪口,金山镇有55 mm以上高值。实测最大金山镇60.8 mm,最小龙王庙22.1 mm。
陕南嘉陵江区一般在20.6 mm~35.3 mm。汉江左岸在13.6 mm~62.6 mm,多在20 mm 以上,汉阴界牌,金钱河下游有50 mm 以上高值分布。汉江右岸16.5 mm~48.7 mm,多在30 mm 以上。丹江区在24.3 mm~48.6 mm,多在30 mm 以上,下游左岸有60 mm 以上调查高值。
(3)60 min 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游区26.8 mm~80.8 mm,多在50 mm以上。沙漠区24.1 mm~67.0 mm,多在30.0 mm以上。中部:白于山区23.2 mm~70.3 mm。黄河干流沿线27.2 mm~78.0 mm,多在50.0 mm 以上,最大子长78.0 mm。南部25.0 mm~80.9 mm。
关中渭河北北山一带:千河千阳、漆水河安头、沮水耀县有70.0 mm 以上高值,一般25.2 mm~98.0 mm,多在50 mm以上,达溪河有40 mm 的低值区。渭河平原周边50 mm 以上,东部盆地有50 mm 以上高值。渭河南秦岭北麓:西安以东多在60 mm,以西在50 mm 以上,实测值在35.5 mm~97.0 mm,东部大于西部,调查最大值大石槽252.0 mm。
陕南嘉陵江区一般18.0 mm~60.2 mm。汉江左岸33.8 mm~109.1 mm,多在50 mm 以上。汉江右岸39.2 mm~99.0 mm,多在55 mm 以上。汉中盆地66 mm 以上。丹江区在45.9 mm~89.0 mm,下游左岸有242.5 mm 调查高值。
(4)3 h 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游区42.5 mm~158.6 mm,多在60 mm 以上。沙漠区43.0 mm~132.6 mm,多在65.0 mm 以上。中部:白于山区42.0 mm~148.0 mm,黄河干流沿线45.0 mm~138.0 mm,多在75.0 mm 以上。南部37.9 mm~191.3 mm。
关中渭河北北山一带:千河陇县、千阳,漆水河安头有150.0 mm 以上高值,一般38.4 mm~162.2 mm,多在65 mm 以上。渭河平原周边90 mm 以上,东部盆地有100 mm 以上高值。渭河南秦岭北麓72.1 mm~174.4 mm,多在90 mm 以上,东部大于西部,调查最大曹家沟393.0 mm。
陕南嘉陵江区一般48.2 mm~133.0 mm。汉江左岸47.1 mm~132.9 mm,多在70 mm 以上。汉江右岸51.3 mm~167.0 mm,多在80 mm 以上。汉中盆地90 mm 以上。丹江区在62.2 mm~136.1 mm,下游左岸宽坪有557 mm 调查高值。
(5)6 h 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游区79.6 mm~205.5 mm,多在100 mm 以上。沙漠区67.2 mm~221.6 mm,多在95.0 mm 以上。中部:白于山区72.5 mm~251.0 mm,黄河干流沿线66.2 mm~177.8 mm。南部64.1 mm~210.4 mm。
关中渭河北北山一带:千河陇县、千阳,漆水河安头,沮水耀县有170.0 mm 以上高值,一般56.9 mm~270.5 mm,多在85 mm 以上。渭河平原72.0 mm~160.0 mm,调查最大岐山曹家沟555.0 mm。渭河南秦岭北麓90.0 mm~339.9 mm,多在100 mm 以上。
陕南嘉陵江区一般78.1 mm~222.3 mm,多在100 mm以上。汉江左岸73.9 mm~297.6 mm,多在115 mm 以上。汉江右岸82.5 mm~334.0 mm,多在120 mm以上。汉中盆地100 mm以上。丹江92.5 mm~255.0 mm。
(6)12 h 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游84.5 mm~408.7 mm,多在120 mm 以上。沙漠区86.4 mm~259.2 mm,多在110 mm以上。中部:白于山区91.5 mm~356.0 mm,黄河干流沿线86.8 mm~179.0 mm。南部78.0 mm~221.5 mm。
关中渭河北北山一带:一般83.9 mm~331.3 mm,千河陇县、千阳,漆水河安头有180.0mm 以上高值。渭河平原92.5 mm~164.5 mm。渭河南秦岭北麓109.9 mm~339.9 mm, 多在120 mm 以上。
陕南嘉陵江区一般93.2 mm~265.2 mm。汉江左岸100.1 mm~236.0 mm,多在130 mm 以上。汉江右岸87.1 mm~334.0 mm,多在140 mm 以上。汉中盆地110 mm 以上。丹江100.2 mm~288.0 mm,调查最大丹凤宽坪1300 mm。
(7)24 h 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游107.4 mm~408.7 mm,多在130 mm 以上。沙漠区104.4 mm~285.8 mm,多在130 mm 以上。中部:白于山区109.6 mm~356.0 mm,黄河干流沿线99.2 mm~274.4 mm。南部112.7 mm~225.8 mm。
关中渭河北北山一带:一般109.8 mm~333.9 mm,千河陇县、千阳,漆水河安头有200.0 mm 以上高值。渭河平原101.0 mm~250.0 mm。渭河南秦岭北麓109.9 mm~345.0 mm,多在130 mm 以上。
陕南嘉陵江区一般114.5 mm~290.7 mm。汉江左岸115.7 mm~398.4 mm,多在150 mm 以上。汉江右岸136.4 mm~355.3 mm,多在155 mm 以上。汉中盆地160 mm 以上。丹江113.7 mm~305.9 mm。
(8)3 d 最大点暴雨地区分布
陕北北部:黄河干流沿线、无定河下游121.1 mm~418.9 mm,多在150 mm 以上。沙漠区117.9 mm~287.2 mm,多在140 mm以上。中部:白于山区112.1 mm~366.0 mm,黄河干流沿线120.9 mm~283.2 mm。南部142.0 mm~313.9 mm。
关中渭河北北山一带:千河陇县、千阳,漆水河安头有200.0 mm 以上高值,一般109.8 mm~405.3 mm。渭河平原131.3 mm~244.1 mm。渭河南秦岭北麓154.4 mm~403.3 mm,多在185 mm 以上。
陕南嘉陵江区一般161.0 mm~435.5 mm。汉江左岸167.8 mm~502.5 mm,多在200 mm 以上。汉江右岸152.9 mm~430.8 mm。汉中盆地200 mm 以上。丹江168.5 mm~352.3 mm。
(1)10 min 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部在13 mm 以下。关中大都在12 mm 以下,秦岭北麓东部有13 mm 分布。陕南除商南大于16 mm,洋县、城固小于12 mm 外,大部在12.0 mm~16.0 mm。
(2)20 min 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部在20 mm 左右,局地有高低值区。关中大部在14.0 mm~18.0 mm,陈仓、扶风、杨凌、武功、周至有小于14 mm低值区,蓝田罗李村、华阴华阳川有大于20 mm 高值区。陕南大部在18.0 mm~22.0 mm,商南,镇巴境内及蜀河有大于22 mm 高值区。
(3)60 min 最大点暴雨均值地区分布
陕北除局地高低值区外大部22.0 mm~30.0 mm。关中平原大部及宝鸡市全境小于24 mm,其余大部在24.0 mm~30.0 mm,韩城市有大于30 mm 高值区。陕南大部在28.0 mm~34.0 mm,城固、洋县等有小于28 mm 低值区,丹凤、商南,蜀河境内有大于34 mm 高值区。
(4)3 h 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部25.0 mm~35.0 mm,定边、靖边、榆阳区、神木有小于30 mm 低值区,黄河干流沿线的佳县、绥德、清涧等有大于35 mm 高值区。关中大部在30.0 mm~40.0 mm,岐山、扶风、兴平、泾阳、高陵、富平等平原区有小于30 mm 的低值区,千阳、渭滨区、韩城市有大于35 mm 高值区,秦岭北麓山区35.0 mm~40.0 mm。陕南大部在40.0 mm~45.0 mm,城固、洋县、镇坪有小于40 mm 低值区,镇巴、南郑有大于45 mm高值区。
(5)6 h 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部在30.0 mm~45.0 mm,定边有小于30 mm 低值区,神木、府谷、子洲等有大于45mm 高值区。关中大部在35.0 mm~45.0 mm,扶风、眉县、泾阳有小于35 mm 的低值区,千阳、陇县、白水有大于45 mm 高值区,秦岭北麓山区40.0 mm~45.0 mm。陕南大部在45.0 mm~60.0 mm,城固、镇坪及商洛市大部有小于45 mm 低值区,镇巴有大于65 mm,留坝、商南境内有大于50 mm 高值区。
(6)12 h 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部在40.0 mm~55.0 mm,定边有小于40 mm 低值区,神木、米脂、清涧等有大于55 mm 高值区。关中大部在50.0 mm~60.0 mm,扶风、眉县、泾阳等地有小于45 mm 的低值区,千阳、陇县、白水等有大于55 mm 高值区,秦岭北麓山区50.0 mm~60.0 mm。陕南大部在60.0 mm~80.0 mm,城固、洋县、白河等有小于60 mm 低值区,佛坪及商洛市大部大于65 mm,镇巴境内有大于90 mm 高值区。
(7)24 h 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部在45.0 mm~70.0 mm,定边有小于45 mm低值区,米脂、绥德、黄陵有大于65 mm 高值区。关中大部在60.0 mm~70.0 mm,扶风、武功、泾阳有小于55 mm 的低值区,千阳、陇县、渭滨等有大于65 mm 高值区,秦岭北麓山区65.0 mm~70.0 mm。陕南大部75.0 mm~105.0 mm,城固、洋县、白河等有小于75 mm 低值区,佛坪及商洛市大部大于75 mm,镇巴境内有大于110 mm 高值区。
(8)3 d 最大点暴雨均值地区分布
陕北大部55.0 mm~80.0 mm,定边有小于55 mm 低值区,神木有大于75 mm 高值区。关中大部在75.0 mm~95.0 mm,平原区大部小于75 mm,陇县、韩城市境内有大于90mm 高值区,秦岭北麓山区90.0 mm~95.0 mm。陕南大部95.0 mm~160.0 mm,汉中盆地100 mm~110 mm,商南有大于100 mm 高值区。
(1)10 min 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北黄河干流沿线,白于山区吴旗、靖边县城连线以西大于0.45,其余大部小于0.4,府谷、绥德、定边有大于0.5 高值区。关中渭河北北山一带0.45~0.7,渭河平原有大于0.75高值区,渭河南秦岭北麓山区0.5~0.6 由南向北递增。陕南嘉陵江区0.35~0.40;汉江左岸0.45~0.5 由南向北递增;留坝、凤州、镇安境内有小于0.35 低值区。汉江右岸0.35~0.4 由北向南递减;汉中盆地、安康市区有大于0.45 高值区。丹江0.45~0.5。
(2)20 min 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北靖边、横山以西大于0.55;志丹、安塞、清涧县城连线以北0.45~0.5,以南0.4~0.45,甘泉、红碱淖有小于0.4 低值区。关中渭河北北山一带0.45~0.6,陇县、彬县、长武有大于0.6 高值区,渭河平原有大于0.70 高值区,渭河南秦岭北麓山区0.50~0.70由南向北递增。陕南大部0.35~0.45,留坝、镇巴、镇安境内有小于0.4 低值区,汉中盆地有大于0.5 高值区。
(3)60 min 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.55,榆阳区、红碱淖有小于0.45 低值区。关中0.55~0.60,千阳、凤翔有小于0.55 低值区,渭河平原有大于0.6 高值区。陕南大部0.40~0.55,留坝境内有大于0.6 高值区,汉中盆地小于0.50 低值区,安康市区大于0.55 高值区。
(4)3 h 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.60, 由南向北递增,甘泉、富县境内有小于0.45 低值区,黄陵、黄龙、宜君有大于0.55 高值区。关中大部0.55,陇县有大于0.60 高值区,渭河平原有大于0.55高值区。陕南除商洛大部、安康市区和留坝境内有大于0.55高值区外,其余小于0.50。
(5)6 h 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.60,由南向北递增,甘泉、宜川、延长、富县境内有小于0.45 低值区,黄陵、黄龙、宜君有大于0.50高值区。关中大部在0.55 左右,陇县有大于0.60 高值区,渭河平原有大于0.55 高值区。陕南除商洛大部、安康市区、佛坪、汉阴境内有大于0.55 高值区外,其余小于0.50,汉中、西乡盆地有小于0.45 低值区。
(6)12 h 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.60。关中大部0.45~0.55,千阳、陇县有大于0.60 高值区。陕南大部大于0.50,南郑、西乡境内有小于0.40 低值区。
(7)24 h 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.60。关中大部在0.40~0.55,千阳、陇县有大于0.55 高值区,平原区有小于0.4 低值区。陕南大部0.45~0.50,汉中、西乡盆地有小于0.40 低值区,留坝、佛坪等有大于0.5 高值区。
(8)3 d 最大点暴雨变差系数地区分布
陕北大部0.45~0.60,甘泉、富县有小于0.4 低值区。关中大部0.40~0.45,陇县有大于0.50 高值区,平原区及其秦岭北麓有小于0.4 低值区。陕南大部0.4~0.45,南郑、西乡、安康市区有小于0.40 低值区,佛坪、丹凤、商南、凤县境内有大于0.5 高值区。
陕西境内点暴雨自然地理地貌特征分布规律十分明显。陕北黄土高原丘陵沟壑区、陕南秦巴山区多发频繁,关中平原、汉中西乡盆地少发量小。白于山区、子午岭、黄河干流沿岸,北山、千河上游、黑河周至境内和秦巴山地多偏重发生,是需重点研究的区域。8 个标准历时年最大点暴雨落区点、均值和变差系数Cv地区空间分布规律也呈现出前述内在的一致性。