四川新都降水资源评价

2012-11-15华国春

黑龙江水利科技 2012年10期

关键词：新都区雨量站降水量

赵燕，华国春

(四川大学水利水电学院，成都610065)

近年来，我国西南地区降水异常偏少，造成人畜饮水困难，农作物受损，给人们的生产生活带来较大损失。本文通过研究成都市新都区降水量在时程和空间上的变化，评价该地区降水资源，为全面了解新都区降水资源提供科学依据。

1 区域概况

新都区地处成都市北郊，位于四川盆地西部，境内以平原为主，仅东南部受龙泉山脉影响略有突起。地势西北高，东南低，从西北向东南倾斜，海拔平均高度为510 m，平均坡度2‰～3‰。境内河溪纵横，水系发达，属湿润亚热带季风气候。［1］

2 降水资源评价

2.1 降水资料分析

选择实测资料可靠、系列长、能反映降水时程和空间分布规律的新都区境内及周边附近的雨量站作为研究区域降水评价代表站。为提高各雨量资料的代表性，根据资料情况，采用算术平均法、比例法、相关法将各站雨量资料统一插补延长至1956—2007年，以满足该地区降水资源分析的需要。［2］

2.2 新都降水量的空间分布特点

据资料可求得新都区各乡镇的多年平均年降水量值，并结合新都行政地图做出新都区等雨量线。可见，新都区各个乡镇的多年平均年降水量相差不大，因为地形、地貌、地质、土壤情况变化不明显。

资料年限期内，根据新都区多年平均年降水量等值线图分析，新都区降水量的分布与气候、地形、地貌基本相应。多年平均年降水量在850.0～920.0 mm，降水量等值线走势为南北向，全区最高值是最低值的1.08倍，差别不大。

2.3 新都降水量的时程变化

2.3.1 新都降水量的年际变化

2.3.1.1 年降水Cv值

全区按4个供水区域分析，4个代表雨量站分别代表区内4个灌区降水量情况。位于新都境内的新都站代表青白江灌区，石堤堰站代表府毗河灌区，龙泉驿站代表东风渠灌区，九尺铺代表人民渠灌区。

年降水量变差系数Cv值反映了降水年际变化的剧烈程度，根据选用雨量站资料分析，区内年降水变差系数Cv值在0.20～0.25，四川省全省一般为0.15～0.25，新都区降水量的年际变化处于平均水平。

2.3.1.2 年降水变幅

年降水变化系数，即最大年降水量与最小年降水量的比值。经分析，全省范围内年降水变化系数一般在1.5-3.4，区内年降水变化幅度居全省中偏高水平。

年降水量极值比的变化规律，与年降水量变差系数Cv值变化规律大体一致，年降水量极值比随年降水量的增大而减小。年降水量变差系数Cv值大的地区，通常极值比也大;反之则小，两者较为对应。

2.3.1.3 年降水丰枯年型统计

根据适线法确定面雨量频率曲线的参数，得到不同频率的设计值。［3］总体分布曲线选定为皮尔逊Ⅲ型。按各个雨量站设计值与实测值的对比关系，依照标准统计丰枯年型具体情况，并整理出频率统计表。［4］

表1 丰枯年型频率统计表

2.3.1.4 随机水文分析

已知4个代表雨量站的多年平均降雨量资料，及它们代表的四个灌区的情况，用泰森多边形法求新都区历年年降水量系列。根据得到的新都区降雨量序列，可以做出新都区(1956—2007年)历年降水量变化曲线。

20世纪60年代初期到60年代中期为相对多雨期，年降水量大都在1 000 mm以上;60年代后期到70年代前期为相对少雨期，年降水量在800 mm以下。此后降水量围绕均值呈现上下波动至90年代，90年代后期以后，降水量除少数年份稍高于平均值883.7 mm外，大多数年份都在800mm以下，为相对少雨期。降水量总体上说有减少的趋势。

图1 新都区历年降水量变化曲线图

1)降水量的趋势性

采用线性回归、滑动平均、Man—Kendalll秩次相关检验法及Spearman秩次相关检验法对新都区历年降水量变化进行趋势检验和分析。检验中的显著性水平 α 取 0.05。［5］

检验结果可知新都区降水量呈显著的下降趋势。

2)降水量的周期性

①功率谱分析

做出新都降水功率谱曲线，观察到3个比较明显的峰值，分别为k=1时，k=15时和k=18。这些k相应的T为周期，T=2 m/k。所以，T1=2×26/1=52 a;T2=2×26/15=3.5 a;T3=2×26/18=2.9 a。

周期T是否显著，必须进行检验。首先判断样本序列总体谱类型。计算得到，r(1)=0.245089，ρcα=0.273243，r(1)＜ ρcα，则序列可能来自白噪声，则总体谱取白噪声谱，计算出白噪声的标准谱。可知，周期T 3=2.9 a是显著周期。

b谐波分析

观察谐波分析曲线，并构造统计量进行显著性检验，逐一检验出所有的显著谐波，对应的j即为周期。此例中T1=2 a，T2=18 a。

c周期性分析总结

功率谱分析结果新都区降水量序列存在3个周期，分别为 T 1=52 a，T2=3.5 a，T3=2.9 a。其中周期T3=2.9 a是显著周期。

谐波分析结果新都区降水量序列存在1=2 a和T 2=18 a的周期。

可见，周期分析一致性无法得到保证。降水量序列的时间尺度在时间域上的分布不均匀，具有显著的局部化特征。

2.3.2 新都降水量的年内变化及季节变化

由于气候、气象要素有明显的季节性变化，在相当大程度上决定了降水量年内分配的不均匀性。新都降水为典型的单峰型降水。［6］

夏季降水量最多，冬季降水量最少。春季和秋季的降水量也相对比较少。夏半年即5—10月的降水量占全年降水量的比例，各个代表雨量站几乎一致，为87%～89%。新都降水季节分布具有冬干夏湿的特点。

3 结论及建议

3.1 结论

1)全球气候变暖，太平洋厄尔尼诺现象加剧破坏了大气结构，造成海洋季风无法登陆形成降雨，太平洋表层的热流向东走，将热带水汽带走，导致我国东部降水较多。与之相反，热带水汽减少，由南方进入到西南的水汽也偏少了。从大气环流形势看，入冬以来，南支槽偏弱，来自印度洋的西南暖湿气流比较弱，致水汽供应不足，加之南方地区气候对厄尔尼诺现象的响应滞后，西南地区容易出现降水减少。

2)从气象的关联因素上看，可能是地质因素的影响，如地震、断层等。地质的影响是一个渐变的过程，因此，由地质因素所导致的降雨量逐年减少是可能的。

3)城镇热岛效应不断增强，地表温度呈上升趋势。

4)由于大面积植被遭到破坏，土壤含水能力差，水利设施蓄水功能大为降低，这些因素所能给当地带来的水汽蒸发量也随之逐年减少。由当地水汽蒸发所形成的降雨必然也在减少。