浑河流域沈阳水文站降水演变特征分析

2010-05-31张晓红赵凤伟

东北水利水电 2010年5期

张晓红，赵凤伟

（1.辽宁省水文水资源勘测局鞍山分局，辽宁鞍山 114002；2.辽宁省水文水资源勘测局，辽宁沈阳 110006）

当今气候变化对全球各个方面都有所影响的同时，其对降水量的影响尤为直接。气候变化改变了降水的空间格局、季节分配，显著影响流域生态水文过程，继而影响径流的形成、水资源的稳定性和植被生产力，导致植被空间格局和土地利用方式的适应性变化[1]。因此研究降水量在时间序列上的变化趋势，探索其对气候变化的敏感响应，为合理利用水资源和科学防洪调度以及制定水资源长期规划和保护流域水资源等具有重要的参考价值。

1 资料与方法

1.1 研究区气候概况以及资料来源

沈阳地区处于中纬度，位于亚洲大陆的东岸，属于温带大陆性季风气候区的北缘，冬季寒冷干燥，夏季温热多雨，雨热同季，一年四季分明。年平均气温8℃，7月最热，平均气温24.6℃；1月最冷，平均气温-11.8℃。无霜期185d。年平均降雨量598.9mm，最大年降水量845.8mm，最小年降水量432.2mm。沈阳地区的河流主要有辽河、浑河两大水系。

本文分析资料来源于浑河流域沈阳水文站1950-2005年完整的逐月降水资料，采用降水倾向率法和累积距平法进行分析。

1.2 降水倾向率法

降水量的长期趋势变化，用线性回归方程表示

式中：p为降水量；α1=dp/dt为线性趋势；α0为常数。 b=10α0作为降水倾向率(mm／10a)。当b＞0时，说明降水随时间t呈上升的趋势；b＜0时，说明降水随时间t呈下降的趋势[5]。

1.3 模比系数差积曲线法

模比系数差积曲线可以反映一段时期内降雨的变化趋势。其公式为：

式中：LPi为距平累计值；Xi为第i年的时间序列值；为所计算时间序列的多年平均值[5]。

2 降水量变化趋势分析

2.1 降水倾向率法

2.1.1 年降水趋势分析

根据降水倾向率法对沈阳站降水量的变化趋势进行了分析（见图1）。图1中细实线代表降水量变化，粗实线代表不同时间尺度的滑动平均曲线，点划线代表降水量线性变化趋势。由图1可见，在过去55年来沈阳站年降水量有明显减少的趋势，以10年滑动平均曲线表示沈阳站的降水倾向率为22.71mm/10a。

图1 沈阳水文站年降水倾向率图

2.1.2 汛前、汛期和汛后降水变化趋势

现将1月1日至5月31日划为汛前，6月1日至9月31日划为汛期，汛后为10月1日至12月31日。对汛前、汛期和汛后降水趋势分析见图2。

图2 沈阳水文站降水倾向率图

沈阳站汛前、汛期和汛后降水变化趋势表明：汛前降水变化不明显，稍有减少趋势，10年滑动平均曲线表明50年代中期到60年代中期及21世纪初期降水偏少，这与历史1960年和2000年两次大春旱相吻合，其余年份接近多年均值。

由于沈阳水文站的降水量在汛期占的比重比较大，因此汛期的降水变化趋势和年降水变化趋势完全相似，呈显著减少的趋势，降水倾向率为23.25mm/10a。

汛后降水变化不明显，10年滑动平均曲线随降水波动比较大，略有上升趋势。

2.2 年降水模比系数差积曲线法

2.2.1 年降水量周期性分析

对1950-2005年逐年降水量做模比系数差积曲线，由图3可以看出，年降水量变化大体可分为两个时期，在20世纪50年代至60年代中期，总体上是增加的趋势，60年代中期以后呈现周期震荡减少的趋势。

2.2.2 汛前、汛期和汛后降水变化趋势

图3 沈阳水文站年际降水量模比系数差积曲线图

对1950-2005年历年汛前、汛期、汛后降水量做模比系数差积曲线分析，由图4可以看出，汛前降水量变化大体可分为3个时期，从20世纪50年代至70年代初呈现周期震荡下降的趋势，70年代至90年代中期呈现周期震荡上升的趋势，90年代中期以后呈现周期震荡下降的趋势。汛期降水量变化大体可分为两个时期，从20世纪50年代至60年代中期呈现周期震荡上升的趋势，60年代中期以后呈现周期震荡下降的趋势。汛后降水量变化，从20世纪50年代至2005年大致每10年呈现交替上升的趋势。