睢寧站降水量特性研究

江蘇省水文水資源勘測(cè)局徐州分局 周光明 吳成耕 周保太 錢學(xué)智

一、自然地理概況

1.地理位置。睢寧縣位于江蘇省西北部，徐州市的東南部，地理坐標(biāo)為東經(jīng)117°31～118°10、北緯33°40～34°10。全縣土地面積1 773 km2。東臨宿豫，北接邳州，西北部與銅山接壤，南部、西部同安徽泗縣、靈璧縣毗鄰。在自然區(qū)劃上屬我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)，秦淮以北的北方地區(qū)，其農(nóng)業(yè)以旱作物為主。

2.地形地貌。睢寧縣地勢(shì)大體有西北向東南徐緩傾斜，西北最高，東南、西南略高，中間沿白塘河一線低洼，東南最低。境內(nèi)除北部、西北部零星山丘外，其余均為黃泛沖積平原，為平原緩坡地區(qū)。境北黃河故道橫穿東西，成為南北天然分水嶺。平原面積約1 692.5 km2，占全縣總面積的94.52%；丘陵面積約9.45 km2，占總面積的0.53%，水域面積約87.49 km2，占總面積的4.95%。

3.氣候特征。睢寧縣位居魯淮平原南緣半濕潤(rùn)區(qū)，屬暖溫帶略成海洋性季風(fēng)氣候，夏季炎熱，雨水集中，冬季干冷，雨雪稀少，春季溫和，秋季高爽。年平均氣溫14 ℃左右，年日照2 393.3 h，無(wú)霜期214 d，光熱、水、風(fēng)等農(nóng)業(yè)氣候要素條件優(yōu)越。因此，睢寧的氣候特征帶有典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，向暖溫帶季風(fēng)氣候過(guò)度的特征。

4.河流水系。睢寧縣以廢黃河為界形成3個(gè)水系：廢黃河以北160 km2，屬沂、沭、泗駱馬湖水系；廢黃河以南除雙溝南部45.6 km2屬濉塘河水系外，其余1 363.4 km2屬徐洪河水系，廢黃河自身自成獨(dú)立水系。此外，全縣共有大小水庫(kù)8座，并配以眾多的水渠、涵洞和人工河流，為農(nóng)、林、牧、漁各種生產(chǎn)提供良好的條件。睢寧縣河流水系詳細(xì)分布見圖1。

圖1 睢寧縣河流水系分布

二、基本資料的選用、審查與計(jì)算

睢寧站是國(guó)家基本水文站，降水量從1931年設(shè)站觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，資料完整可靠。在降水量平均值的統(tǒng)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，選用資料系列是1952—2011年的降水量資料，計(jì)算平均值、相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)頻率、C值、K值和K值，統(tǒng)計(jì)出最大、最小及比值，并繪制睢寧站降水量差積曲線圖。

三、降水量特性

1.降水量的年際變化。睢寧縣由于受季風(fēng)的影響，降水量年際間變化幅度較大，時(shí)空分配不均，并存在著連豐、連枯和豐、枯交替的變化規(guī)律。

（1）降水量豐、枯水年變化幅度。從1952—2011年系列資料統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出，睢寧站歷年最大年降雨量1489.3 mm，出現(xiàn)在2007年，最小年降雨量557.7 mm，出現(xiàn)在1978年，極值差為931.6 mm，最大年降水量與最小年降水量比值為2.67；分析計(jì)算出降水量Cv為0.24。

（2）降水量豐、枯水年的變化周期。本區(qū)降水有連豐、連枯和豐、枯交替的特點(diǎn)。連豐、連枯2～3年出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，最長(zhǎng)的連豐期是1961—1965年，其K豐值（豐水期平均年降水量與多年平均降水量系列的比值）的變幅為1.11～1.56；最長(zhǎng)的連枯期是1965—1968年，其K枯值（枯水期平均年降水量與多年降水量系列的比值）的變幅分別為0.76～0.78。由差積曲線可以看出，存在著較長(zhǎng)的豐、枯水期，1961—1974年和1995—2008年為豐水段，期間有17年接近平水年，9年枯水年。1974—1995年為枯水期，期間有4年偏豐水年段，5年平水年段，12年枯水年段；2003年以后又進(jìn)入豐水期。降水豐、枯期存在周期性交替，在40～50年間出現(xiàn)一大周期，期間有小周期變化；小的周期2～11年隨機(jī)變化，平均周期為8年左右。

以年份為橫坐標(biāo)，以降水量與多年平均降水量比值的差值累計(jì)值（ΣKi-1）為縱坐標(biāo)繪制的年降水量差積曲線可以反應(yīng)年降水量豐枯變化情況，睢寧站降水量差積曲線見圖2。

圖2 睢寧站年降水量差積曲線

2.降水量年內(nèi)分配。睢寧縣氣候四季變化明顯，年內(nèi)降水分配不均，各季節(jié)降水量相差很大，冬春少，夏秋多。睢寧站多年平均降水量為867.6 mm。年內(nèi)降水量主要集中在主汛期6-9月，其平均降水量577.2 mm，占全年降水量的66.5%，7、8月份降水量較大，雨量為390.5 mm，兩個(gè)月之和占年降水量的45.0%。其中7月降水量最大，占全年的27.2%。非汛期的1-4月和11—12月降水量為136.2 mm，僅占全年降水量的21.5%，枯水年降水更少，經(jīng)常出現(xiàn)全縣干旱。睢寧站雨量歷年各月平均降水量及月降水量百分比柱狀圖見圖3、圖4。

圖3 睢寧站歷年各月平均降水量

圖4 睢寧站歷年各月降水量百分比

3.短歷時(shí)暴雨特征。根據(jù)歷年降水量資料統(tǒng)計(jì)可知，睢寧縣歷史上是洪、澇、旱、雹等災(zāi)害頻繁得多災(zāi)縣，日雨量大于100 mm的大暴雨出現(xiàn)76次，約5年出現(xiàn)7次；日雨量大于200 mm的大暴雨出現(xiàn)5 次，約11年出現(xiàn)1 次，且多數(shù)出現(xiàn)在7、8月份。如睢寧縣“74.8”暴雨是典型的短歷時(shí)特大暴雨。

1974年7月13日和7月18日睢寧境內(nèi)連續(xù)下了兩場(chǎng)暴雨，暴雨強(qiáng)度均在200 mm以上。8月12日全縣又普降暴雨，本次暴雨的特點(diǎn)是來(lái)勢(shì)猛、強(qiáng)度大、覆蓋面積大、雨量集中?！?4.8”暴雨主要分布在徐州整個(gè)東部地區(qū)。本場(chǎng)暴雨區(qū)域日雨量在124.6～374.6 mm之間，全縣平均降水量為270.2 mm；暴雨中心在睢寧境內(nèi)附近的小王莊，日降水量達(dá)374.6 mm，是多年平均年降水量的43.2%；睢寧城區(qū)日降水量達(dá)到289.6 mm；是多年平均年降水量的33%；全縣日平均降水量270.2 mm，是多年年平均雨量的30.8%。暴雨中心1 小時(shí)最大降雨為86.1 mm，2 h 最大降雨159.4 mm，24 h 最大降雨374.7 mm，此場(chǎng)暴雨無(wú)論強(qiáng)度、雨量還是集中程度和覆蓋面積，在本區(qū)域內(nèi)都是歷史上少見的。雨后遍地積水，溝河洋溢，造成10萬(wàn)hm2農(nóng)作物受災(zāi)，倒塌民房6萬(wàn)多間，死傷人數(shù)百余人，造成嚴(yán)重?fù)p失。

通過(guò)上述分析，睢寧站降水量及暴雨變化特性主要表現(xiàn)在：降水量年際變化大，降水量隨時(shí)序的變化具有明顯的隨機(jī)性和周期性，并有連豐、連枯和豐、枯交替及周期性變化規(guī)律，且枯水期和豐水期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，枯水年多與豐水年。年內(nèi)降水量變化不均，非汛期干旱少雨，汛期降雨集中，暴雨頻繁，致使本地區(qū)干旱、洪澇自然災(zāi)害頻發(fā)。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)降水資源的特性研究，了解和掌握降水的變化規(guī)律和暴雨洪水特性，為該地區(qū)的抗旱防澇、水資源的開發(fā)利用、水環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)有效的依據(jù)。