聊城市雨量站網(wǎng)密度對報汛的影響分析

王 民，辛紅蘭，楊金波

（聊城水文水資源勘測局，山東 聊城 252000）

聊城市位于山東省西部，地處東經(jīng)115°16′～116°30′、北緯 35°47′～37°03′。西靠衛(wèi)運河，與河北省邢臺、邯鄲兩市相望；南依金堤河，與河南省濮陽市毗鄰；東部、東南部瀕臨黃河，與泰安、濟南兩市分界；北部、東北部與德州市接壤。全境南北長159km，東西寬114km，總面積8590km2，占全省面積的5.6%。境內(nèi)地形平緩，除東南部沿黃河一帶有古生地層出露的高不足百米的剝蝕殘山 （主要分布在東阿縣境內(nèi)的位山、關(guān)山一帶，約3.4km2）外，其余均為黃河沖積平原，地勢西南高、東北低，地面坡降1/6500～1/7500，海拔高度一般在22.80～47.80m（黃海基面）。由于受黃河歷次決口、改道和自然侵蝕的影響，形成了微度起伏，崗、坡、洼相間的平原地貌。

聊城市處于暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，屬于半干旱半濕潤大陸性氣候。多年平均氣溫13.1℃，光照充足，溫度適宜，四季分明，春季南風(fēng)大而多，降水稀少，空氣干燥；夏季溫度高，雨量大，雨熱同步；秋季溫和涼爽，降水減少；冬季寒冷干燥，雨雪稀少，常有寒流侵襲。這種氣候?qū)傩院退臍庀筇卣餍纬闪?“春季易旱、夏季易澇、晚秋又旱”的自然特點。降水時空分布不均，空間上自東南向西北依次遞減，時間上年際與年內(nèi)變化很大，全市多年平均（1954—2010年）降水量559.7mm，最大為 926.1mm（1964年），最小為 307.0mm(2002 年)。全市多年平均水面蒸發(fā)量927.0mm，單站最大年蒸發(fā)量1320mm，最小年蒸發(fā)量661mm。

1 雨量站網(wǎng)現(xiàn)狀

聊城市在2011年前設(shè)雨量站38處，2011年增至94處，較均勻分布，站網(wǎng)平均密度為91.4km2/站，大于國際氣象組織雨量站密度最稀不得低于100km2/站的要求。94處雨量站均配備了報訊數(shù)傳儀或固態(tài)存儲，其中常年站24處，汛期站70處。

2 聊城市降水分布特點

1）從聊城市各雨量站歷年平均年降水量等值線圖可看出：歷年平均降水量由東南向西北遞減，聊城市中部、東部、南部地區(qū)年降水量較為充沛，年降水量比西部和北部多了50.0mm左右。東南部不僅地勢低，且靠近黃河，地下水較為充沛，灌溉條件便利，水環(huán)境較好。西部則恰恰相反。

2）從聊城市各雨量站最大1日皮爾遜Ⅲ型曲線計算50年一遇雨量設(shè)計值等值線圖中看出，聊城市中部、西北部的暴雨強度要明顯高于東部、東南、東北部的降雨強度。2010年10·8暴雨主要分布在高唐、茌平、東阿、東昌府區(qū)一帶，在聊城市的中、東南、東北部；2012年12·7暴雨主要分布在高唐、茌平一帶，在聊城市的東部和東北部，兩次暴雨均在空間分布、雨量、雨強上存在明顯變化。

3）聊城市雖位于魯西平原區(qū)，地形地貌較為一致，但降雨有時強度大、歷時短、且時空分布極不均衡，僅從近幾年的降雨情況可明顯看出這一特點。

2010-06-30北館陶雨量站日降水量227.5mm，為50年一遇。而16km之遙的南陶站只有128.5mm，其他臨站冠縣站、柳林站只有93.5mm和101.5mm。

2010-08-10樂平鋪雨量站日降水量301.0mm，為200年一遇。而16km之遙的臨站茌平站、東阿站只有174.5mm、161.5mm。

2011-08-23冠縣雨量站日降水量20.0mm，和它最近的距離均為12km左右的臨站斜店站、店子站、賈鎮(zhèn)站均無降水。

3 不同雨量站網(wǎng)密度對降水指標(biāo)的影響

3.1 不同雨量站網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的選取

分別選取8處、38處、94處雨量站2011年資料做為分析標(biāo)本，n處雨量站在分布上均為均勻分布。隨機抽樣2011年10d與汛期各月降雨資料作為分析標(biāo)本。

3.2 各項雨量指標(biāo)統(tǒng)計比較

1）平均值：隨著站網(wǎng)密度的增加，雨量平均值呈減少趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看，大部分時段的平均值有這種趨勢。

2）最大值：隨著站網(wǎng)密度的增加，雨量最大值呈增大趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看，大部分時段的最大值均有這種趨勢。

3）最小值：隨著站網(wǎng)密度的增加，雨量最小值呈減小趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看，大部分時段的最小值均有這種趨勢。

4）標(biāo)準(zhǔn)偏差：標(biāo)準(zhǔn)偏差是一種量度數(shù)據(jù)分布的分散程度之標(biāo)準(zhǔn)，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，這些值偏離平均值就越少，反之亦然。通過標(biāo)準(zhǔn)偏差計算，可粗略分析不同雨量站網(wǎng)密度下雨量平均值的代表性，以及反映不同時段各雨量站降水?dāng)?shù)據(jù)的離散程度。

通過對隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計的分析中發(fā)現(xiàn)，隨著站網(wǎng)密度的增加，標(biāo)準(zhǔn)偏差呈減少趨勢。這說明站網(wǎng)密度越大，其雨量平均值的代表性越強。

4 建議

1）聊城市雖位于魯西平原區(qū)，地形地貌較為一致，但降雨有時強度大、歷時短、時空分布極不均衡，高密度雨量站網(wǎng)對于決策防洪提供優(yōu)質(zhì)、高效的水文信息有著重要意義。

2）在全球性的氣候異常大環(huán)境下，聊城市未來降雨趨勢在區(qū)域、時間分布上愈發(fā)不規(guī)則。較高密度的雨量站網(wǎng)可更加及時有效地反映聊城市降雨分布的真實情況，有效地完成汛情、災(zāi)情信息檢測，能提供全面、及時的水情信息服務(wù)，使防洪決策更加科學(xué)合理，最大限度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，進(jìn)一步提高水文服務(wù)質(zhì)量。

3）21世紀(jì)，國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對防洪、水資源、生態(tài)環(huán)境的要求越來越高，對增強防災(zāi)減災(zāi)能力要求越來越迫切。較高密度的雨量站網(wǎng)可為全市及各區(qū)、縣政府防汛抗旱決策提供更深入、更精細(xì)、更準(zhǔn)確、更及時的水文信息服務(wù)。