大伙房水庫流域降水演變特性分析

頡 華

（山西省汾河灌溉管理局，山西 祁縣 030900）

1 概況

大伙房水庫位于遼河主要支流渾河中上游，座落在遼寧省撫順市境內(nèi)，控制流域面積5437km2。該水庫是遼寧省的第一大水庫，以防洪、灌溉和城市工業(yè)供水為主，兼顧發(fā)電和養(yǎng)殖。灌溉面積8.6萬hm2，裝機容量3.2萬kW，年均發(fā)電量5600萬kW·h。

水庫大壩為碾壓式黏土心墻復(fù)式斷面土壩，壩頂高程139.2m，最大壩高49.2m，壩長1366.7m。二壩最大壩高31.4m，壩長327.9m。兩壩壩頂皆設(shè)有1m高的防浪墻。三壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程140.7m，最大壩高10m，壩長85m。主溢洪道為直泄陡槽式，底坎高程125m，裝有5扇10.4m×7m的弧形閘門。第一非常溢洪道為真空堰，堰頂高程134m，前緣長180m。第二非常溢洪道為寬頂堰，堰頂高程130m，前緣長150m，堰頂設(shè)有自潰式土堤，堤頂高程139m。輸水洞進(jìn)口底板高程94m，洞徑6.5m，主洞長251m，進(jìn)口設(shè)有2扇高壓檢修門，主洞末端有2個支洞。一支洞末端設(shè)有水力發(fā)電站，裝機容量3.2萬kW；二支洞為泄洪洞，出口裝有2扇平板閘門。工程于1954年4月開工，1958年9月竣工并投入使用。

2 降水變化趨勢分析

2.1 降水基本特征

此次研究重點分析流域汛期的降水特性，將6—9月確定為該流域的汛期。根據(jù)1951—2005年55年的降水觀測資料統(tǒng)計，汛期平均降水量578.4mm，主要集中在7—8月，分別占汛期降水量的36.8%和30.9%，尤其是7月中旬至8月中旬，降水十分集中。

2.2 降水分析

一是利用降水傾向率法進(jìn)行汛期趨勢分析。將汛期降水量點繪如圖1，降水趨勢為一條震蕩變化的折線，線性回歸直線方程為：y=-1.620x+3782.77。

圖1 汛期降水量及其線性趨勢

由圖1可知，汛期降水量以16.20mm/10a的速度遞減，但這種遞減不是絕對的直線下降，而呈震蕩性下降。汛期降水量占全年降水量的70%左右，表明汛期降水量的多少和降水強度的大小，直接影響出現(xiàn)多雨洪澇和少雨干旱等災(zāi)情，建議在汛期加強防汛抗旱工作。

二是利用模比系數(shù)差積曲線法進(jìn)行降水量周期性分析。對大伙房水庫流域55年的降水資料進(jìn)行模比系數(shù)分析，可得到模比系數(shù)差積曲線，如圖2所示。

圖2 汛期模比系數(shù)差積曲線

由圖2可知，從1951年至20世紀(jì)60年代中期，汛期降水量呈周期震蕩上升趨勢，達(dá)到了55年間的第一次高峰；60年代中期至80年代初期，汛期降水量呈現(xiàn)出周期震蕩下降趨勢；80年代初期到2005年間，呈現(xiàn)明顯的震蕩變化，并出現(xiàn)了兩次高峰；80年代至90年代，汛期降水量呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢，基本上以10年為周期。

三是利用降水變率分析年際變化特征。僅依據(jù)各年降水量的多少，很難清晰反映該地的降水年際變化特征。為此，引入降水變率來對近55年間大伙房水庫流域的降水量進(jìn)行年際變化特征分析。降水變率的大小反映降水的穩(wěn)定性和可靠性，是衡量水資源利用價值的一個重要指標(biāo)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水土保持、自然災(zāi)害防治等方面均具有重要的指導(dǎo)意義。其降水變率曲線如圖3所示。

圖3 汛期降水變率曲線圖

由圖3可知，大伙房水庫所在的地區(qū)降水變率大部分在±20%左右，少部分在20%~40%之間，極個別超過40%。變幅超出40%的年份，發(fā)生旱澇災(zāi)害的概率和頻率通常較高。

3 結(jié)論

對大伙房水庫流域1951—2005年55年的降水資料進(jìn)行分析后，從降水基本特性、降水量的周期性及變化趨勢、豐枯年份分布等方面可得出如下結(jié)論。

3.1 汛期降水量分布及變化趨勢

該區(qū)域汛期平均降水量為578.4mm，主要集中在7—8月，分別占汛期降水量的36.8%和30.9%。55年中，最大日降水量為159.2mm，發(fā)生在1995年7月29日。汛期降水量以16.20mm/10a的速度下降。

3.2 汛期降水日數(shù)及變化趨勢

汛期多年平均降水日數(shù)為72.8d，最多的達(dá)91d（1969年），最少的僅38d（2000年）。其汛期降水日數(shù)以3.8d/10a的速度下降。汛期降水日數(shù)的變化趨勢為：1951—1975年呈總體上升趨勢；1976—1995年變化較小，在平均值附近波動；1995—2005年呈下降趨勢，且下降速度較快。該地55年來共發(fā)生連續(xù)10d及以上降水66次，平均每年1.2次。其中，最長的為連續(xù)28d降水（1989年6月28日—1989年7月25日）。連續(xù)降水在汛期4個月內(nèi)均有分布。

3.3 汛期降水雨型及變化趨勢

汛期小雨日數(shù)占年總降水天數(shù)的47%，中雨日數(shù)占18%，大雨日數(shù)占6%，暴雨日數(shù)僅占2%。除了暴雨有線性增加的趨勢外（0.17d/10a），小雨、中雨、大雨均有線性減少的趨勢，其下降速度分別為2.09d/10a，0.31d/10a和 0.298d/10a。

3.4 汛期降水量變化趨勢

1951年至20世紀(jì)60年代中期，汛期降水量呈現(xiàn)周期震蕩上升趨勢，達(dá)到了55年間的第一高峰；60年代中期至80年代初期，汛期降水量呈現(xiàn)周期震蕩下降趨勢；80年代初期到2005年，汛期降水量呈現(xiàn)明顯的震蕩變化，并出現(xiàn)了兩次高峰；80年代至90年代，汛期降水量呈現(xiàn)出先下降后上升再下降的趨勢，基本以10年為周期。

3.5 汛期降水變率變化趨勢

汛期大部分年份的降水變率在20%以內(nèi)，少部分年份在20%~40%之間，個別年份超出了40%。超出了40%的年份（如1960年的降水變率為0.5，1985年為0.54，1995年為 0.66，2000年為-0.47）均發(fā)生了較為嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害或旱災(zāi)。