盤錦市歷年降水量變化趨勢分析

穆連波，王維志

(遼寧省水文水資源勘測局盤錦分局，遼寧 盤錦124013)

降水是指液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結物從云中降落到地面的現(xiàn)象，如雨、雪、雹霜等，其中以雨、雪為主。降水是水文循環(huán)中國最活躍的因子，它是一種水文要素，也是一種氣象要素。近年來，世界范圍里工業(yè)產(chǎn)業(yè)化高度發(fā)展，人類活動頻繁，對氣候變化帶來較大影響，尤其是局部地區(qū)氣候變化異常，出現(xiàn)極端災害性天氣，引發(fā)嚴重的洪澇自然災害。人類活動對下墊面造成的改變，也連帶區(qū)域性的氣候發(fā)生變化，在某種程度上改變了原有的降水變化特征。因此，根據(jù)歷史降水量情況，研究區(qū)域性降水在時間序列上的變化規(guī)律，對于地區(qū)防洪減災具有實際意義，同時也可以為區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供技術支持，為水資源合理利用提供參考。

盤錦市位于松遼平原南部，遼河下游，渤海之濱，遼河三角洲的中心地帶，屬平原洪澇和遼河口鹽堿澇洼地。盤錦地勢低洼平坦，為退海沖積平原，地面高程一般在2～4 m之間。地勢北高南低，由北向南以萬分之一的坡降傾斜于遼東灣。平原東部從外遼河、大遼河右岸起，地勢由東北向西南逐漸傾斜。

盤錦屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候，四季分明，雨熱同季，氣候溫和，降水適中，光照充足，氣候條件優(yōu)越。年平均氣溫8.6℃，無霜期170 d，年日照時間在2 700 h以上。年平均降水量為576.2 mm，年際間變化較大，年降水最多為1 162.2 mm(1985 年)，最少為 309.2 mm(1965 年)。降水主要集中在每年的6—9月份。

盤錦市境內河流較多，流域面積在100 km2以上的河流29條，為九河下梢之地。境內河流按流域劃分為遼河、大遼河、大凌河、繞陽河四個流域。

近些年，由于受地理位置、季風氣候、季節(jié)分配及下墊面條件變化的影響，降水量在年際間發(fā)生了一些變化。因此，通過對盤錦地區(qū)長系列降水的數(shù)量及特征變化進行分析，能夠獲得降水量變化的周期、變幅和趨勢演變規(guī)律。

1 資料和研究方法

1.1 資料

主要選取盤錦市行政區(qū)及轄區(qū)內的遼河流域、大遼河流域、繞陽河流域、大凌河流域四個四級水資源分區(qū)，1956—2012年的雨量站降水量觀測資料。對資料不完整或有疑問的進行剔除，將所選取的各雨量站資料進行年平均降水量計算，由此獲得長系列的年平均降水量數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

本文采用線性趨勢法和累積距平值法，對上述行政分區(qū)及流域分區(qū)進行年平均降水量變化趨勢分析計算。

1.2.1 線性趨勢法

降水量的長期變化趨勢，用一元線性回歸方程表示:

式中:p為降水量;α1=dp/dt為線性趨勢

根據(jù)最小二乘法原理，可求得:

式中:t為時間;p為降水量;i為時間序號;n為總時間(年)。

b=10·α1為降水量傾向率(mm/10a)。當b＞0時，說明降水量P隨時間t呈增加的趨勢;b＜0時，說明降水量P隨時間t呈減少的趨勢。

1.2.2 累積距平值法

累積距平曲線是根據(jù)系列中各要素的累積距平值與時間點繪的曲線。距平值是某一系列數(shù)值中的某一個數(shù)值與多年平均值的差除以多年平均值的百分數(shù)，這里就是各年平均降水量與57 a平均年降水量的差除以57 a平均降水量，它可以反映一段時期內降水量的變化趨勢。其公式為:

式中:Lpi為距平值;Xi為第i年的時間序列值;X為所計算時間序列的多年平均值。

2 降水變化趨勢分析

2.1 線性趨勢法

2.1.1 行政分區(qū)降水量分析

根據(jù)線性趨勢法對盤錦市行政區(qū)降水量的變化趨勢進行分析(見圖1)，圖中細實線代表逐年降水量變化趨勢。從圖中可以看出，全市逐年平均降水量的變化過程具有一定的規(guī)律性，但是周期及時間間隔沒有固定性，呈鋸齒狀振蕩。各年降水量波動較大，2010年降水量最大，為974.6 mm，1965年降水量最小，僅為347.3 mm，最大值是最小值的2.8倍。粗實線代表長系列降水量變化趨勢，降水量以11.6 mm/10a的傾向率遞增。

圖1 盤錦市行政區(qū)降水量變化趨勢圖

2.1.2 流域分區(qū)降水量分析

各流域分區(qū)降水量傾向率計算結果見表1。

表1 流域分區(qū)傾向率計算表

從計算結果中可以看出，大遼河流域分區(qū)傾向率為0.7 mm/10a，降水量歷年變化趨勢平穩(wěn)，最大降水量為1985年的1 064.1 mm，最小降水量為1978年的 394.2 mm，兩者相差2.7倍;遼河流域降水量以16.0/10a的傾向率遞增，歷年最大降水量為2010年的977.8 mm，最小為1965年的307.1 mm，兩者相差3.2倍;繞陽河流域降水量以12.5/10a的傾向率遞增，歷年最大降水量為1985年的927.8 mm，最小為1989年的341.5 mm，兩者相差2.7倍;大凌河流域降水量以8.3/10a的傾向率遞增，歷年最大降水量為1994年的1 046.0 mm，最小為 1965年的 249.5 mm，最大年均降水量是最小年均降水量的4.2倍。

2.2 累積距平值法

2.2.1 行政分區(qū)降水量分析

對1956～2012年盤錦市年均降水量做累積距平值曲線(見圖2)，曲線上升表示降水量增多，為偏豐水年，曲線下降則表示降水量減少，為偏枯水年，曲線坡度則反映了降水量的豐枯程度。由圖中可以看出，自1960—1984年、1998—2009年兩個階段降水量下降趨勢明顯，2010—2012年上升幅度較大，趨勢顯著，其它時間呈上升－下降－上升－下降振蕩變化。

圖2 行政分區(qū)累積距平值曲線圖

2.2.2 流域分區(qū)降水量分析

各流域分區(qū)降水量累積距平值曲線圖見圖3。

圖3 流域分區(qū)累積距平值曲線圖

由圖中可以看出，四個流域均呈現(xiàn)出振蕩變化，變化周期與行政區(qū)相近?？梢苑譃閮蓚€變化階段。其一，在1956—1977年為一個振蕩變化階段，這個階段的末期降水量開始下降，到1984年降至最低;其二，由1984年上升至1995年后，轉為下降趨勢。

大遼河流域、遼河流域、繞陽河流域，自1960—1984年、1998—2009年兩個階段降水量下降趨勢明顯，2010—2012年上升幅度較大，趨勢顯著。

大凌河流域，則是由1964的最高點下降到1984年的最低點，持續(xù)上升到1998年后又轉為下降，直到2009年下降到最低點。

3 結語

(1)用線性趨勢法分析結果為:盤錦市行政分區(qū)降水量傾向率為11.6 mm/10a，即每十年年降水量增加11.6 mm，受2010、2012兩年降水量較大影響，地區(qū)降水量總體情勢呈現(xiàn)增加趨勢。

從流域分區(qū)來看，除大遼河流域變化平穩(wěn)外，遼河、繞陽河、大凌河流域分區(qū)降水量呈現(xiàn)增加趨勢，每十年降水量增加值分別為 16.1 mm、12.5 mm、8.3 mm。

(2)用累積距平值法分析結果為:降水量總體呈現(xiàn)多－少－多－少振蕩變化趨勢，從50年代到70年代末期，降水量總體呈現(xiàn)減少趨勢，直至1984年減小到最低點，然后轉為上升趨勢直到1995年左右達到最高;1995年轉為下降趨勢，直至2009年減少到最低點，2010年開始呈現(xiàn)新一輪上升趨勢。

應用兩種分析方法對盤錦市降水量變化趨勢分析結果，均表明受氣候及下墊面因素變化影響，盤錦市歷史降水量呈現(xiàn)出增加趨勢，并具有10～20 a的年份周期。根據(jù)此規(guī)律，可以推測，2010年后的二、三十年間，降水量將呈現(xiàn)先增加后減少振蕩變化的趨勢。

［1］張勇，段修榮.樂山市近50年氣溫和降水變化趨勢分析［J］.高原山地氣象研究.2008，28(3):68 －71.

［2］遼寧省水資源［M］.遼寧科學技術出版社.2004.

［3］SL/T238－1999.水資源評價導則［s］.