恩施州多年平均降雨情勢及變化趨勢分析

摘 要：利用恩施州轄區(qū)內(nèi)88個雨量站1956—2016年同步期資料，計算出各行政分區(qū)及水資源分區(qū)的多年平均降水量，并分析了區(qū)域內(nèi)降水的年內(nèi)分配及年際變化規(guī)律，對多年的降水變化進行了趨勢分析。

關(guān)鍵詞：降雨；水資源分區(qū)；年際變化；年內(nèi)分配；變化趨勢

中圖分類號：P426.614 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）11–0-03

恩施土家族苗族自治州（以下簡稱恩施州）位于湖北省西南部，東連荊楚，南接瀟湘，西臨渝黔，北靠神農(nóng)架，全州總面積2.4萬km2，屬亞熱帶季風性山地濕潤氣候。冬少嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，四季分明；海拔落差大，小氣候特征明顯，垂直差異突出。恩施州河流眾多，河長在5 km以上的河流約400條，分屬長江上游下段、烏江、清江、沅江、澧水5個水系，較大的河流有沿渡河（又名神農(nóng)溪）、唐巖河、郁江、清江、馬水河、忠建河、野三河、酉水、溇水9條，集水面積大于1 000 km2。

按行政分區(qū)，分為恩施、利川2個縣級市和建始、巴東、宣恩、來鳳、咸豐、鶴峰6個縣，共8個縣級行政區(qū)；按水資源分區(qū)，分為唐巖河、郁江上游區(qū)，三峽北岸香溪、黃柏河區(qū)，磨刀溪、龍河區(qū)，三峽南岸清干河區(qū)，溇水上游，酉水來鳳區(qū)，清江水系共7個水資源四級區(qū)。

1 降水量基本情況

利用恩施州88個雨量站及周邊地區(qū)鄰近雨量站1956—2016年同步期資料，采用泰森多邊形法計算各分區(qū)1956—2016年降水量，逐級匯總形成恩施州1956—2016年降水量，求得恩施州多年平均降水量。恩施州多年平均降水量為1 482.3 mm，1956—2016年，1983年降水量最大，為2 030.6 mm；2006年降水量最小，為1 079.0 mm，極值比為1.88。

1.1 水資源分區(qū)降水量

唐巖河、郁江上游區(qū)，三峽北岸香溪、黃柏河區(qū)，磨刀溪、龍河區(qū)，三峽南岸清干河區(qū)，溇水上游，酉水來鳳區(qū)，清江水系7個水資源四級區(qū)多年平均降水量分別為1 420.0、1 354.1、1 299.9、1 515.4、1 800.2、1 580.3、1 450.4 mm（表1）。

溇水上游多年平均降水量是州內(nèi)最大的四級區(qū)，磨刀溪、龍河區(qū)多年平均降水量是州內(nèi)最小的四級區(qū)，其次是三峽北岸香溪、黃柏河區(qū)。其他水資源四級區(qū)多年平均降水量為1 400～1 600 mm。對每個水資源四級區(qū)系列進行排頻計算，得到其豐水年（20%）、平水年（50%）、枯水年（75%）、特枯水年（95%）特征值。唐巖河、郁江上游區(qū)，三峽北岸香溪、黃柏河區(qū)，磨刀溪、龍河區(qū)，三峽南岸清干河區(qū)，溇水上游，酉水來鳳區(qū)，清江水系7個水資源四級區(qū)，豐水年（20%）降水量分別為1 582.4、1 543.4、1 439.6、1 714.8、2 037.1、1 763.2、1 629.6 mm。平水年（50%）降水量分別為1 451.8、1 341.1、1 292.6、1 502.5、1 784.9、1 544.9、1 439.5 mm?？菟辏?5%）降水量分別為1 260.7、1 192.6、1 182.3、1 345.6、1 598.5、1 383.6、1 298.3 mm。特枯水年（95%）降水量分別為1 079.8、999.0、1 035.0、1 139.8、1 354.0、1 172.0、1 112.0 mm。

1.2 行政分區(qū)降水量

恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、咸豐縣、來鳳縣、鶴峰縣多年平均降水量分別為1 489.0、1 401.5、1 456.3、1 331.5、1 556.0、1 403.0、1 536.2、1 768.8 mm（表2）。各縣（市）中，鶴峰縣多年平均降水量為最大值，其次為宣恩縣；巴東縣多年平均降水量為最小值，其次為利川市。其余各縣（市）在1 400～1 550 mm。對每個縣級行政區(qū)系列進行排頻計算，得到其豐水年（20%）、平水年（50%）、枯水年75%）、特枯水年（95%）特征值。恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、咸豐縣、來鳳縣、鶴峰縣8個縣級行政區(qū)，豐水年（20%）降水量分別為1 673.0、1 563.4、1 647.9、1 506.7、1 748.3、1 587.6、1 750.6、2 001.5 mm。平水年（50%）降水量分別為1 477.8、1 392.4、1 443.9、1 320.2、1 544.3、1 391.0、1 521.4、1 753.7 mm。枯水年（75%）降水量分別為1 332.9、1 264.6、1 293.1、1 182.3、1 392.9、1 245.8、1 352.9、1 570.6 mm。特枯水年（95%）降水量分別為1 141.6、1 095.1、1 095.4、1 001.5、1 193.0、1 055.3、1 133.3、1 330.4 mm。

2 時空分布

2.1 空間分布

受到水汽來向和地形等因素的影響，恩施州年降水量在地區(qū)分布上很不均勻。全州降水量為1 100～2 050 mm，相差近1 000 mm。在地域分布上有2個高值區(qū)，一個是建始縣的當陽壩、檀木埡一帶，另一個在鶴峰縣的大坪、中營一帶，多年平均年降水量為2 000 mm左右。降水量比較集中的區(qū)域還有咸豐忠堡、來鳳兩河口一帶，利川市的紅椿溝、毛壩一帶，以及恩施市的西流水一帶。降水量低值區(qū)分布在巴東縣長江以北的沿渡河、響水河一帶，清江的金果坪、水布埡一帶，多年平均降水量為1 200 mm左右。

全州降水量在山脈的坡面隨海拔高程的變化比較明顯，其趨勢是隨海拔高程的增加而增加。同時，降水隨高程的增長趨勢并非保持不變，當在某一高度達到最大（稱為最大降水高度）后，降水又逐漸減少，且最大降水高度還隨季節(jié)變化（一般冬高夏低），并有明顯的坡向差異（迎風面大于背風面）。年降水量均值迎風面隨高程的變化十分明顯[1-4]。背風面也呈現(xiàn)此規(guī)律，比迎風面變化稍弱。

2.2 年際變化

應(yīng)用變差系數(shù)Cv值描述當?shù)啬杲邓康淖兓?，變差系?shù)大，表示年降水量年際變化大，反之則小[5-10]。恩施州各雨量站年降水量變差系數(shù)為0.13～0.23，Cv值較小，說明全州年降水量變化較小，比較穩(wěn)定。通過對恩施州選定雨量站的Cv值分析，最小值出現(xiàn)在利川市的謀道站，為0.13，最大值出現(xiàn)在巴東縣的板橋站，為0.23。

年降水量年際變化的大小，還可通過各站年降水量的極值對比加以說明[11-15]。選取州內(nèi)系列較長的代表站，分析各站年際變化，其極值比在1.75～2.33，并且其分布規(guī)律同Cv值相似，說明州內(nèi)年降水量年際之間的變化不大，與上述Cv值的情況基本是一致的。恩施州內(nèi)極值比最大的雨量站為鶴峰縣的大坪站，其最大年降水量為3 096.4 mm，最小年降水量為1 330.2 mm，極值比為2.33。恩施州內(nèi)極值比最小的雨量站為利川市的謀道站，其最大年降水量為1 811.5 mm，最小年降水量為1 032.2 mm，極值比為1.75。

2.3 年內(nèi)分配

（1）季節(jié)分配不均。從各雨量站多年平均降水量來看，降水量年內(nèi)分配基本呈單峰型，降水主要集中在汛期（圖1）。多年平均降水量有73.0%～79.8%集中在4—9月的汛期，其中，連續(xù)4個月最大降水量占全年的53.1%～60.8%；月降水量更為集中，多年平均最大一個月降水量占全年14.3%～18.7%，主要出現(xiàn)在6、7月，月降水量最大可達838.0～1 092.3 mm。四季中降水主要集中在春、夏季，夏季占全年降水的38.5%～54.5%；春季占20.4%～37.7%，秋冬干燥，降水較少，秋季占13.3%～27.3%，冬季占3.8%～13.8%。

（2）有的年份年總降水量比較大（超過多年平均值），但由于月分配大小差異較大，常帶來水旱同年。例如，1971年全州平均降水量為1 568.6 mm，大于全州多年平均降水量1 482.3 mm，但7月州內(nèi)有7個縣市均出現(xiàn)了伏早，大部分雨量站降水量都不足50 mm，恩施站當月降水量僅有8.9 mm，為該站7月多年平均降水量的3.8%，形成恩施州突出伏旱。

3 變化趨勢

1956—2016年恩施州降水過程總體平穩(wěn)略有下降，豐枯交替，有短期連豐連枯。61年中，有28年降水量超過多年均值，占總年數(shù)的45.9%；有33年降水量少于多年平均值，占總年數(shù)的54.1%（圖2）。

相對于1956—2000年，1956—2016年恩施州多年平均降水量減少了2.05%，整體變化不大。對比分析1956—2000年和2001—2016年的多年平均降水量，恩施州2000年后降水量明顯減少，減少幅度為7.82%（圖3）。從水資源四級分區(qū)來看，三峽南岸清干河區(qū)減少幅度最大，達到10.12%，溇水上游減少幅度最小，減少了5.26%。

應(yīng)用降水量均值比說明降水量的年代變化情況。恩施州20世紀50、90年代和21世紀00、10年代偏枯，較多年平均偏少3.42%、0.21%、6.64%、4.26%；20世紀60、70、80年代偏豐，較多年平均偏多2.21%、1.92%、7.07%（圖4）。

4 結(jié)束語

通過對恩施州轄區(qū)內(nèi)88個雨量站1956—2016年同步期資料的分析計算，得出各縣級行政分區(qū)及水資源四級分區(qū)的多年平均降雨量成果。對各縣級行政分區(qū)及水資源四級分區(qū)系列進行頻率分析，分別得出其豐水年、平水年、枯水年、特枯水年降水特征值。摸清了區(qū)域內(nèi)降雨的年內(nèi)、年際變化情況及降水多年的變化趨勢。恩施州降水年內(nèi)分配不均，降水主要集中在春、夏季，秋、冬干燥少雨，常出現(xiàn)水旱同年的情況，使得防汛抗旱工作面臨較大的挑戰(zhàn)。恩施州多年降水過程總體趨勢平穩(wěn)略有下降，豐枯交替。也有短期連豐連枯的情況，因此易出現(xiàn)洪澇災(zāi)害和干旱災(zāi)害。2000年后降水量明顯減少，較1956—2000年均值減少幅度達7.82%，屬集中少雨期。

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