2011年大連市水情趨勢預(yù)測

辛 江，李 博，王志剛

（大連市水文水資源局，遼寧 大連 116023）

1 概況

大連市屬于暖濕與干燥過渡區(qū)，有明顯的季風(fēng)性氣候，四季寒暖、干濕分明，由于所處地理位置、自然環(huán)境以及大氣環(huán)流的影響，使大連市降水量在時空分布上極不均勻。全市多年平均降水量約635 mm，降水量主要集中在6—9月，占全年降水量的70%以上，其中6—8月為洪水頻發(fā)期，約占全年降水量的60%左右。各地年平均降水量自西南向東北遞增，在450～1100 mm之間變化，地理位置和自然氣候條件決定了大連市是一個水旱災(zāi)害發(fā)生頻繁的地區(qū)。僅據(jù)1949年以來的水文資料統(tǒng)計，就發(fā)生過12次大洪水或特大洪水，給國民經(jīng)濟(jì)和人民生命財產(chǎn)造成了重大損失。

為了更好地為防汛服務(wù)，大連市水文水資源局長期開展利用中長期水文預(yù)報理論進(jìn)行年度汛期水情趨勢預(yù)測分析，對汛期降水、洪水發(fā)生規(guī)律和趨勢進(jìn)行定性、定量分析，以供各級領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門進(jìn)行年度防汛和水資源開發(fā)、利用等工作參考，為水資源的管理、高效利用、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)、國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供參考依據(jù)。

2 汛期水情趨勢預(yù)測時段選擇

在進(jìn)行汛期水情分析預(yù)測時，選擇6—8月的雨水情作為分析時段，其主要原因為如果將整個汛期（6—9月）作為分析對象，9月的降雨量一般要比7，8兩個月顯著偏少，有可能使汛期降雨量得到坦化，從而掩蓋暴雨時間分布的差異性。而6月降雨量一般也較少，但其降雨量即使不發(fā)生較大洪水，但也會增加流域土壤蓄水量或河道中底水及水庫蓄水量，從而在7，8兩月發(fā)生暴雨時，增加洪水甚至是成災(zāi)的可能性，因而在汛期描述上與通常意義的汛期（6—9月）有一定差異。

32010年汛期水情回顧

3.1 降水特點

汛期降雨階段性明顯,暴雨頻繁，汛期降雨日數(shù)較多，局部降雨歷時較長、時段總量較大、強(qiáng)度較強(qiáng)，汛情結(jié)束較晚。降雨時空分布不均，汛期主要暴雨過程為7次。

2010年全市平均降水量為749 mm，比多年均值635 mm多18%，比2009年同期平均降水量625 mm多19.8%，6—9月全市平均降水量為539 mm，比2009年同期平均降水量381 mm多41.5%，比多年均值480 mm多12.3%。

3.2 場次暴雨

汛期全市主要降雨過程7次：

1）6月28日0時至29日8時全區(qū)普降中到大雨，局部地區(qū)大暴雨，最大點雨量出現(xiàn)在瓦房店市區(qū)為169 mm。

2）7月11日0時至13日8時全區(qū)普降中到大雨，局部地區(qū)暴雨，最大點雨量出現(xiàn)在莊河市石佛溝雨量站為105 mm。

3）7月20日2時至22日8時全區(qū)普降中到大雨，局部地區(qū)暴雨，最大點雨量出現(xiàn)在旅順鐵山甲水庫為105 mm。

4）8月4日5時至5日16時，全市普降陣雨，降雨量分布不均。瓦房店中到大雨，普蘭店東部、莊河中西部大到暴雨，其他地區(qū)為小雨，最大點雨量出現(xiàn)在莊河市仙人洞鎮(zhèn)為110 mm。

5）8月8日0時至10日14時，全市普降暴雨，局部地區(qū)為大暴雨。全市平均131 mm，最大點雨量出現(xiàn)在莊河市干甸水庫為207 mm。此次降雨持續(xù)時間較長，歷時63 h。

6）8月19日10時至23日8時，全市普降大到暴雨，局部地區(qū)為大暴雨，降雨時空分布不均，瓦房店西部、北部，莊河北部為大暴雨，其它地區(qū)為大到暴雨，最大點雨量在瓦房店市達(dá)營水庫為201 mm。

7）8月27日8時至29日8時，大連地區(qū)普降大到暴雨，莊河?xùn)|部、瓦房店東部、普蘭店西部、金州地區(qū)為暴雨，降雨量56～107 mm，普蘭店東部、莊河西部、瓦房店西部為大雨35～50 mm，其它地區(qū)為大雨到暴雨25～64 mm。最大點雨量出現(xiàn)在瓦房店市內(nèi)為107 mm。

3.3 汛期洪水

2010年汛期，由于主要降雨集中在大中型水庫流域上游，產(chǎn)生的徑流量較大，客觀地造成了水庫蓄水量的增加。汛期超汛限水位并泄洪的大中型水庫有10座，其他46座?。é┬退畮?、186座?。↖I）型水庫大多數(shù)都有不同程度的泄水。大連地區(qū)5條較大河流發(fā)生了一般洪水過程，多條中小河流發(fā)生了中等洪水過程，碧流河繭場站8月20日出現(xiàn)洪峰流量447 m3/s，復(fù)州河關(guān)家屯站8月9日出現(xiàn)洪峰流量282 m3/s，莊河沙里涂站8月9日出現(xiàn)洪峰流量230 m3/s英那河支流冰峪溝站8月8日出現(xiàn)洪峰流量185 m3/s；登沙河站8月29日出現(xiàn)洪峰流量206 m3/s。采用洪峰流量地區(qū)組成法及頻率曲線分析法，綜合確定以上河道洪水均小于5年一遇標(biāo)準(zhǔn)，為一般洪水。

42011年汛期水情趨勢分析預(yù)測

4.1 太陽黑子活動規(guī)律與大連市洪澇災(zāi)害的關(guān)系分析

根據(jù)157年太陽黑子活動規(guī)律與大連市洪澇災(zāi)害的關(guān)系分析，發(fā)現(xiàn)太陽黑子相對數(shù)年周期性變化（其周期為11年）對大連市夏季降水的影響極為顯著。大連市大范圍洪澇災(zāi)害多發(fā)生在太陽黑子相對數(shù)的下降段，其出現(xiàn)概率達(dá)到82%，統(tǒng)計分析1949年以來的資料，所發(fā)生的10次大洪水均是如此，而且越接近谷底段發(fā)生大洪水的可能性就越大。2000年太陽黑子相對數(shù)年平均值處于峰值（135），2010年為峰值后第10年（減為15.1），利用自回歸滑動平均分析2011年將從前幾年的下降段轉(zhuǎn)為上升段，而且統(tǒng)計1952年以來因洪水而造成的大災(zāi)以上量級的洪害表明：共發(fā)生12次，均發(fā)生在太陽黑子下降段，引人關(guān)注的是有10次發(fā)生在太陽黑子相對數(shù)的數(shù)量在40以下，其出現(xiàn)概率為83%。另外從52年以來處于最低谷值時，僅有1977，1987年發(fā)生局地性一般災(zāi)情記錄，1957，1967，1999年無災(zāi)情記錄。據(jù)此分析，2011年大連市具有發(fā)生局地性一般洪水量級（一般災(zāi)情）的可能性。見圖1。

圖1 太陽黑子活動規(guī)律圖

4.2 降水量及洪峰流量歷史演變規(guī)律分析

根據(jù)大連市52年（1956—2010年資料完整）汛期（6—8月）全市及分區(qū)（西部、東部、南部）平均降水量，主要河流最大洪峰流量（碧流河-繭場站-碧流河水庫站，復(fù)州河-松樹水庫站-東風(fēng)水庫站-關(guān)家屯站，英那河-史家堡、冰峪溝站-英那河水庫站，莊河-沙里涂站，大沙河-劉大水庫站，登沙河-登沙河站，自由河-嶺前站），采用周期分析法進(jìn)行演變規(guī)律分析及曲線自身滑動平均分析表明：20世紀(jì)60年代，是大連市暴雨洪水的多發(fā)年代。10年降水量平均值比多年均值高出62 mm，共有3年在不同流域發(fā)生大洪水，災(zāi)情記錄為3次大災(zāi)量級。70年代及80年代，10年降水量平均值與多年均值持平，共有4年在不同流域發(fā)生大洪水，災(zāi)情記錄為4次大災(zāi)量級，1次特大災(zāi)量級。90年代，10年降水量平均值比多年均值多5 mm，有2年在不同流域發(fā)生大洪水，災(zāi)情記錄為1次大災(zāi)量級。進(jìn)入2000年以后出現(xiàn)了旱澇交替的波動時期，多以旱為主。發(fā)生了2002，2009年建國以來少有的干旱，2010年出現(xiàn)了至1998年以來最大洪水。根據(jù)上述降水及洪水演變規(guī)律分析，進(jìn)入2000年以來全市及各區(qū)降水量多在多年均值以下，其第一次峰值在2001年，谷底值在2002年，2003—2010年為波動時期。從長系列分析，2010，2011年均靠近豐水年變化周期，但是，由于大連地區(qū)受地理位置、自然環(huán)境和大氣環(huán)流的影響，還受潮汐引力、地磁力和人類活動對環(huán)境的共同影響，致使大連地區(qū)降水量在時空分布上極不均勻，也使降水的周期性變化有所振動。由此分析，2011年降水將小于多年均值,但其幅度不會太大。

4.3 模糊數(shù)學(xué)方法分析

采用模糊數(shù)學(xué)方法，根據(jù)全市年、汛期平均降雨量及分區(qū)降雨量演變過程中所表現(xiàn)出的與太陽黑子活動規(guī)律相接近的11年周期變化過程，將待預(yù)報的2011年前11年實際觀測值做為待識別的子系列B，與由歷史資料組成的各個系列A1，A2，……，AM進(jìn)行比較識別，按照非模糊集擇近原則，選擇貼近度最大的模式，其預(yù)報結(jié)論就可做出，計算結(jié)果表明：2011年前11年的變化接近于1977—1987（貼近度在 0.64）、1986—1996（貼近度在 0.69）、1989—1999（貼近度在0.70）的降水變化規(guī)律，其貼近度在0.63至0.70之間，平均值為0.67。按照此方法分析，2011年汛期全市降水量在420～500 mm之間，平均值為475 mm，少于多年均值一成左右；西部地區(qū)在420～450 mm，平均值為425 mm，少于多年均值1～2成左右；東部地區(qū)在550～600 mm，平均值為575 mm，接近多年均值；南部地區(qū)在400～450 mm，平均值為425 mm，少于多年均值近1成。

4.4 其它方法分析

逢一年洪水分析：根據(jù)《大連市水旱災(zāi)害》中1901—1990年記載，并補充資料至2010年，將100余年逢一年的洪水災(zāi)害資料做出分析，有如下一些特點：大災(zāi)主要集中在1949年以前，以后僅有局地性一般性災(zāi)害記載，據(jù)此分析，2011年可能發(fā)生局地性一般災(zāi)害。

4.52011年水情趨勢預(yù)測基本結(jié)論

通過對大連地區(qū)50多年的降水資料、暴雨洪水資料、降雨規(guī)律、洪水的統(tǒng)計規(guī)律及歷史洪水成因等分析，大連地區(qū)豐枯水的變化大周期大致為60年左右，小周期大致為11年左右。目前，大連市處于豐水年變化周期，也靠近局地暴雨頻發(fā)年振動周期，經(jīng)分析預(yù)測：

2011年大連地區(qū)汛期平均降雨量將接近正常年份，東部局地將比常年多1～2成，西部地區(qū)、南部地區(qū)比常年少1～2成。由于時空分布不均，出現(xiàn)春旱、秋吊、雨量集中的可能性較大，也可能發(fā)生局部大暴雨或特大暴雨，部分河流可能發(fā)生一定量級的洪水。值得注意的是：局部暴雨洪水災(zāi)害對大連市的侵襲時有發(fā)生，往往是由小而強(qiáng)的天氣系統(tǒng)造成的，具有明顯的突發(fā)性。由于其集中在小區(qū)域范圍和短時間內(nèi)，常常會發(fā)生局部暴雨洪水。因此，2011年要警惕極端天氣造成的中小河流、中小型水庫和中小城鎮(zhèn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水發(fā)生，要特別警惕由于局部突發(fā)性暴雨所引發(fā)的山洪、泥石流的發(fā)生，還要注意沿海地區(qū)河流洪峰與風(fēng)暴潮相頂托造成的災(zāi)害以及旱澇交替現(xiàn)象的出現(xiàn)。