口前水文站年降水量變化特性分析

董繼先 ，周 波 ，康 健 ，沙玉坤

（1.吉林省水文水資源局吉林分局，吉林 吉林市132013；2.吉林省舒蘭市水資辦，吉林 舒蘭 132600）

1 流域概況

口前水文站位于吉林市永吉縣口前鎮(zhèn)，流域面積830 km2，是第二松花江豐滿水庫(kù)下左岸一級(jí)支流的代表站，主要負(fù)責(zé)收第二松花江一級(jí)支流溫德河流域的基本水文信息，為城市的調(diào)水輸水、城市供水、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等水資源開(kāi)發(fā)利用以及為下游地區(qū)防汛服務(wù)。

2 降水特性

2.1 降水量的年內(nèi)分配

由于受來(lái)自亞歐大陸低壓連成一片，海洋上副熱帶高壓西伸北進(jìn)，從北太副高散發(fā)出來(lái)的東南季風(fēng)帶來(lái)豐沛的降水；蒙古高壓散發(fā)出來(lái)的西北季風(fēng)的影響，口前水文站屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫4.9℃，霜期130日，降水日數(shù)124日，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。

受海陸熱力性質(zhì)影響，口前水文站降水量年內(nèi)變化大，降水量月分配不均。全年降水量主要集中在汛期6—9月，其歷年6—9月平均降水量為489.8 mm，占年平均降水量（歷年平均降水量為683.3 mm）的71.7%。冬春降水稀少，11—12月、1—4月降水量為193.5 mm，占年平均降水量的28.3%。7—8月降水量豐沛，降水量為325.4 mm，占年平均降水量的47.6%。

2.2 降水量的年際變化

根據(jù)口前水文站55年實(shí)測(cè)降水資料，進(jìn)行不同年代年降水量的豐、枯變化分析。統(tǒng)計(jì)口前水文站現(xiàn)有資料，20世紀(jì)的 60，70，80，90和 21世紀(jì)初的平均降水量，以1956—2010年多年平均降水量為參考，對(duì)各年代進(jìn)行豐、枯分析。20世紀(jì)的60，80 21世紀(jì)初為豐水期，20世紀(jì)的80年代為為枯水期，20世紀(jì)的70，90年代為平水期。

2.3 降水量的特征值

通過(guò)對(duì)口前水文站1956—2010年實(shí)測(cè)年降水系列進(jìn)行P－Ⅲ頻率適線分析計(jì)算，祥見(jiàn)表1、圖1。歷年平均降水量為683.3 mm，變差系數(shù)Cv=0.21，Cs/Cv為2.0。歷年最大降水量出現(xiàn)于1956年，年降水量為1 030 mm。歷年最小降水量出現(xiàn)于1982年，年降水量為389.7 mm。最大年降水量是最小年降水量的2.64倍。年代最大降水量出現(xiàn)于60年代，年代平均降水量為721.1 mm。年代最小降水量出現(xiàn)于70年代，年代平均降水量為602.1 mm。最大年代平均降水量是最小年代平均降水量的1.20倍。歷年（6—9月）最大年降水量984.9 mm(1986年)是歷年（6—9月）多年平均降水量(489.8 mm)的1.56倍。月降水量最大值為449.0 mm，出現(xiàn)在2010年7月，月降水量最小值為0，分別出現(xiàn)在1963年3月、1966年11月、1994年2月。

圖1 口前站（1956-2010年）降水量頻率曲線

表1 口前水文站歷年（1956—2010年）降水量P－Ⅲ頻率適線成果表

2.4 降水量的周期性分析

1）累積濾波器分析周期。差積曲線即累積距平曲線屬于這種濾波器，是分析降水豐枯變化的常用方法之一。其繪法為：口前水文站降水量序列為55年，先求出該序列的算術(shù)平均值，然后求序列中每一項(xiàng)與平均值之差即距平值，再計(jì)算累積距平值，便可點(diǎn)繪出差積曲線（祥見(jiàn)圖2）。當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是上升的，說(shuō)明此時(shí)期為豐水期；當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)差積曲線總的趨勢(shì)是下降的，說(shuō)明此時(shí)期為枯水期。

由圖2可以看出，口前水文站降水有豐枯交替變化的規(guī)律。在55年間出現(xiàn)兩個(gè)周期分別是，1966年出現(xiàn)最高點(diǎn)，1982年出現(xiàn)最低點(diǎn)，變化周期約為27年左右，第二周期為1987年出現(xiàn)高點(diǎn)，2009年出現(xiàn)低點(diǎn)，期間有小的變化周期?？谇八恼?957—1966年、1982—1987年為上升段，屬豐水年；1966—1982年、1994—2009年為下降段，屬枯水年；1987—1994年為平水期。

2）平滑濾波器分析周期?？谇八恼窘邓啃蛄袨?5年，設(shè)步長(zhǎng)為5年，第一個(gè)均值由每1年至第5年的降水量算術(shù)平均法求得，并點(diǎn)繪在第3年的位置上；第2年至第6年的均值點(diǎn)繪在第4年的位置上；依次類推，即可點(diǎn)繪年降水量5年滑動(dòng)均值過(guò)程線（祥見(jiàn)圖3）。

由圖3可以看出，兩段多雨期和兩段少雨期，少雨期持續(xù)時(shí)間在14～15年間變化，平均約為14年，多雨期持續(xù)時(shí)間在9～11年間，平均約為10年，一個(gè)完整周期約在24～26年間變化。與多年平均年降水量比較，少雨期年降水量偏少2.34%～3.36%，多雨期年降水量偏多1.85%～5.03%，少雨期大致以1967—1982年這一時(shí)段為最小，多雨期大致以1958—1967年這一時(shí)段為最大。同時(shí)還可以看出無(wú)論多雨期，少雨期或完整周期的時(shí)段，由遠(yuǎn)期至近期均逐漸趨向于加長(zhǎng)。

3 結(jié)論

1）口前水文站降水量年內(nèi)分配不均，全年降水量主要集中在汛期6—9月，其歷年6—9月平均降水量為489.8 mm，占年平均降水量（歷年平均降水量為683.3 mm）的71.7%；月降水量最大值為386.4 mm。由于降水量分配極不均勻，所以在6—9月容易發(fā)生局部暴雨，給當(dāng)?shù)卦斐删植康纳襟w滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)還易形成特大洪水，給流域上、下游造成嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。

2）年際變化大，最大年降水量是最小年降水量的2.64倍；降水有豐枯交替變化的規(guī)律，豐水期持續(xù)時(shí)間為6—10年，枯水期持續(xù)時(shí)間為16—17年，每26年左右為一周期，在56年中有2個(gè)小周期。

［1］楊誠(chéng)芳.地表水資源與水文分析［M］.北京：水利電力出版社，1992：P23—28.

［2］李秀珍.區(qū)域水資源分析計(jì)算方法［M］.北京：水利電力出版社，1987：P35—40.