西藏那曲市年降雨量系列代表性分析

王鵬超

摘 要： 雨量分析是水利工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)是通過分析已有的降雨資料確定工程規(guī)模，由于降雨具有系列性，隨機(jī)性，循環(huán)性，不重復(fù)性等特性，因而分析降雨資料時(shí)，降雨過程的分析方法及采用的降雨系列在長系列的代表性準(zhǔn)確與否將直接影響設(shè)計(jì)成果的可靠性。本文對(duì)水文計(jì)算的基礎(chǔ)氣象資料的代表性進(jìn)行了概述，從模比系數(shù)差積曲線和模比系數(shù)累積均值兩方面做了代表性分析，分析豐枯水期對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的參考意義;然后分析了降雨資料對(duì)水文站徑流統(tǒng)計(jì)資料插補(bǔ)延長的意義，并進(jìn)一步探討了氣象資料對(duì)水文分析計(jì)算的重要性。

關(guān)鍵詞： 西藏那曲市;年均降雨資料;水文資料;相關(guān)分析;模比系數(shù)差積曲線;模比系數(shù)累積均值

【中圖分類號(hào)】P333.1 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.29.215

隨著我國社會(huì)的發(fā)展，以及資源利用的轉(zhuǎn)型，水資源已經(jīng)越來越得到重視，在此基礎(chǔ)上，水利工程也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，而水文氣象資料的收集以及水文計(jì)算方法的應(yīng)用，為有效提高水資源利用提供了有效數(shù)據(jù)，也為水利工程的開展奠定了良好的基礎(chǔ)。

降雨量是最重要水文觀測資料之一，雨量分析是水利工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)是通過分析已有的降雨資料通過水文分析計(jì)算確定工程規(guī)模。

由于降雨具有系列性、隨機(jī)性、循環(huán)性、不重復(fù)性等特性，因而分析降雨資料時(shí)，降雨過程的分析方法及采用的降雨系列在長系列中的代表性準(zhǔn)確與否將直接影響設(shè)計(jì)成果的可靠性。

水文氣象資料的代表性決定了對(duì)其的收集具有重要的意義，用在施工中能充分發(fā)揮實(shí)用性，將其作為科學(xué)合理的參考依據(jù)。這就要求收集的資料要能貼切地反映出工程區(qū)的情況，要符合工程區(qū)當(dāng)?shù)氐乃奶匦浴?/p>

西藏自治區(qū)的氣象測站建站較全國晚，氣象系列觀測年限相對(duì)較短，代表性較差;對(duì)比水文測站，西藏區(qū)內(nèi)的水文站相較氣象站因?qū)I(yè)要求較高，建站時(shí)間更晚，水文資料更是匱乏，因此工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能查找較近的長系列氣象資料對(duì)水文資料進(jìn)行相關(guān)分析后，對(duì)水文站徑流和洪水缺測資料進(jìn)行延長和插補(bǔ)，使西藏區(qū)內(nèi)水文站觀測資料的系列長度滿足規(guī)程規(guī)范的計(jì)算要求，進(jìn)行相關(guān)工程的分析計(jì)算，因此分析選用氣象資料的代表性就尤為重要。結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，本文采用模比系數(shù)差積曲線方法對(duì)西藏自治區(qū)那曲市雨量站降雨系列的年際變化情況進(jìn)行了分析。

1 那曲市雨量站基本情況

那曲縣位于東經(jīng)91°12′～93°02′，北緯30°31′～31°55′，位于西藏自治區(qū)北部，北與新疆維吾爾自治區(qū)和青海省交界，東鄰昌都地區(qū)，南接拉薩、林芝、日喀則三地市，西與阿里地區(qū)相連。那曲藏語意“黑河”，整個(gè)地區(qū)在唐古拉山脈、念青唐古拉山脈和岡底斯山脈懷抱之中，西邊的達(dá)爾果雪山，東邊的布吉雪山，形似兩頭猛獅，守護(hù)著這塊寶地。西藏那曲市雨量站于1956年1月開始進(jìn)行實(shí)際觀測，觀測場所在地海拔高度4488m，本次共收集到1956年～2012年共計(jì)57年連續(xù)逐月降雨資料。

2 降雨量特征值

通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)，那曲市雨量站1956～2012年的降雨量特征值為：多年平均降雨量432.0mm，年最大降雨量為2008年，降雨量620.5mm，是多年平均降雨量的1.44倍;年最小降雨量為1986年，降雨量僅307.5mm，是多年平均降雨量的0.71倍，年最大降雨量是年最小降雨量的2.02倍。

3 降雨量模比系數(shù)差積曲線

由于數(shù)理統(tǒng)計(jì)只能對(duì)某一時(shí)期或某一階段的降水量概化成平均值，難以直觀、準(zhǔn)確地反映出降雨量的年際變化。為了能更加形象地表現(xiàn)那曲市雨量站系列的年際變化，對(duì)那曲市雨量站1956～2012年共計(jì)57年的年降雨量進(jìn)行模比系數(shù)差積曲線分析計(jì)算，采用的多年平均降雨量為432.0mm。

4 模比系數(shù)差積曲線分析

文中直觀地反映了那曲市雨量站1956～2012年歷年降雨量的連續(xù)豐、枯年及極端惡劣情況。

當(dāng)某一時(shí)段（一年或幾年）的曲線斜率K>0時(shí)，表示該時(shí)段平均降雨量大于多年平均降水量;當(dāng)曲線斜率K<0時(shí)，表示該時(shí)段平均降雨量小于多年平均降水量;當(dāng)曲線斜率K=0時(shí)，表示該時(shí)段平均降雨量等于多年平均降水量;當(dāng)曲線的斜率越大，說明該時(shí)段年降雨情況越惡劣。

從文中看出：1969年～1979年為連續(xù)枯水年，從統(tǒng)計(jì)表中也可以看出這11年平均降雨量僅為392.4mm;1996～2005年為連續(xù)豐水年，10年平均降水量為493.1mm;其中2000～2004年5年平均降雨量高達(dá)529.7mm。如果按15年劃分計(jì)算系列，則多年平均最大降雨量為1996～2011年，16年均值為478.3mm，多年平均最小降雨量為1965～1979年，15年均值為391.2mm。

5 模比系數(shù)累積均值分析

根據(jù)那曲市氣象站57年的年均氣象資料繪制了模比系數(shù)累積平均曲線，從文中看出，累計(jì)均值過程線隨著統(tǒng)計(jì)年限的增長，其后的變幅越來越小，最后趨近于1，表明那曲市氣象站57年的降水資料系列具有較好的代表性。

6 結(jié)論

從以上分析可以看出，西藏那曲市雨量站降雨年際變化大，連續(xù)枯水年發(fā)生在60～70年代，連續(xù)豐水年出現(xiàn)在90年代～2000年代。因此，在進(jìn)行降雨量資料分析時(shí)，并不是氣象資料和水文系列資料越近代表性越好，對(duì)于城市供水、工業(yè)和農(nóng)業(yè)灌溉等供水工程，為了提高供水保證率，降雨系列分析應(yīng)充分考慮1965～1979年15年連續(xù)枯水系列的影響;對(duì)于水庫、河道防洪等防洪工程，為了保證工程安全，降雨系列分析應(yīng)考慮1996～2011年16年連續(xù)豐水系列的影響。

另由于西藏區(qū)內(nèi)大部分水文觀測建站時(shí)間比氣象站更晚，資料系列更短，由于人為和自然的原因，存在一定的缺測、漏測年份，水文資料不連續(xù)情況時(shí)有發(fā)生。通常情況以及在規(guī)范要求中，對(duì)資料的年限要求達(dá)到30年，太短年限的資料無法體現(xiàn)及反映出它的特性。

因此建立年均降水量與年均徑流，年內(nèi)短歷時(shí)降水量與年均洪峰之間的相關(guān)關(guān)系，利用相關(guān)分析，對(duì)缺測年份的年均徑流和年均洪峰進(jìn)行插補(bǔ)延長，利用其資料的分析，理清水域與工程區(qū)之間水位與流量的關(guān)系，從中分析出單一的綜合曲線，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，以進(jìn)一步反映出工程區(qū)的水文情況，這就是代表性的體現(xiàn)。故年均降水量的代表性對(duì)插補(bǔ)延長后的水文觀測資料系列的代表性影響很大。

綜上所述，氣象資料的代表性和與水文觀測的插補(bǔ)延長對(duì)水利工程的建設(shè)有著積極的作用，而設(shè)計(jì)人員采用科學(xué)合理的水文計(jì)算方法，才能為水利工程的建設(shè)做好最充分的準(zhǔn)備，才能更進(jìn)一步促進(jìn)我國水利事業(yè)發(fā)展。

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