睢宁站降水量特性研究

江苏省水文水资源勘测局徐州分局 周光明 吴成耕 周保太 钱学智

一、自然地理概况

1.地理位置。睢宁县位于江苏省西北部，徐州市的东南部，地理坐标为东经117°31～118°10、北纬33°40～34°10。全县土地面积1 773 km2。东临宿豫，北接邳州，西北部与铜山接壤，南部、西部同安徽泗县、灵璧县毗邻。在自然区划上属我国东部季风区，秦淮以北的北方地区，其农业以旱作物为主。

2.地形地貌。睢宁县地势大体有西北向东南徐缓倾斜，西北最高，东南、西南略高，中间沿白塘河一线低洼，东南最低。境内除北部、西北部零星山丘外，其余均为黄泛冲积平原，为平原缓坡地区。境北黄河故道横穿东西，成为南北天然分水岭。平原面积约1 692.5 km2，占全县总面积的94.52%；丘陵面积约9.45 km2，占总面积的0.53%，水域面积约87.49 km2，占总面积的4.95%。

3.气候特征。睢宁县位居鲁淮平原南缘半湿润区，属暖温带略成海洋性季风气候，夏季炎热，雨水集中，冬季干冷，雨雪稀少，春季温和，秋季高爽。年平均气温14 ℃左右，年日照2 393.3 h，无霜期214 d，光热、水、风等农业气候要素条件优越。因此，睢宁的气候特征带有典型的亚热带季风气候，向暖温带季风气候过度的特征。

4.河流水系。睢宁县以废黄河为界形成3个水系：废黄河以北160 km2，属沂、沭、泗骆马湖水系；废黄河以南除双沟南部45.6 km2属濉塘河水系外，其余1 363.4 km2属徐洪河水系，废黄河自身自成独立水系。此外，全县共有大小水库8座，并配以众多的水渠、涵洞和人工河流，为农、林、牧、渔各种生产提供良好的条件。睢宁县河流水系详细分布见图1。

图1 睢宁县河流水系分布

二、基本资料的选用、审查与计算

睢宁站是国家基本水文站，降水量从1931年设站观测，观测时间较长，资料完整可靠。在降水量平均值的统计计算过程中，选用资料系列是1952—2011年的降水量资料，计算平均值、相应经验频率、C值、K值和K值，统计出最大、最小及比值，并绘制睢宁站降水量差积曲线图。

三、降水量特性

1.降水量的年际变化。睢宁县由于受季风的影响，降水量年际间变化幅度较大，时空分配不均，并存在着连丰、连枯和丰、枯交替的变化规律。

（1）降水量丰、枯水年变化幅度。从1952—2011年系列资料统计计算得出，睢宁站历年最大年降雨量1489.3 mm，出现在2007年，最小年降雨量557.7 mm，出现在1978年，极值差为931.6 mm，最大年降水量与最小年降水量比值为2.67；分析计算出降水量Cv为0.24。

（2）降水量丰、枯水年的变化周期。本区降水有连丰、连枯和丰、枯交替的特点。连丰、连枯2～3年出现的机会多，最长的连丰期是1961—1965年，其K丰值（丰水期平均年降水量与多年平均降水量系列的比值）的变幅为1.11～1.56；最长的连枯期是1965—1968年，其K枯值（枯水期平均年降水量与多年降水量系列的比值）的变幅分别为0.76～0.78。由差积曲线可以看出，存在着较长的丰、枯水期，1961—1974年和1995—2008年为丰水段，期间有17年接近平水年，9年枯水年。1974—1995年为枯水期，期间有4年偏丰水年段，5年平水年段，12年枯水年段；2003年以后又进入丰水期。降水丰、枯期存在周期性交替，在40～50年间出现一大周期，期间有小周期变化；小的周期2～11年随机变化，平均周期为8年左右。

以年份为横坐标，以降水量与多年平均降水量比值的差值累计值（ΣKi-1）为纵坐标绘制的年降水量差积曲线可以反应年降水量丰枯变化情况，睢宁站降水量差积曲线见图2。

图2 睢宁站年降水量差积曲线

2.降水量年内分配。睢宁县气候四季变化明显，年内降水分配不均，各季节降水量相差很大，冬春少，夏秋多。睢宁站多年平均降水量为867.6 mm。年内降水量主要集中在主汛期6-9月，其平均降水量577.2 mm，占全年降水量的66.5%，7、8月份降水量较大，雨量为390.5 mm，两个月之和占年降水量的45.0%。其中7月降水量最大，占全年的27.2%。非汛期的1-4月和11—12月降水量为136.2 mm，仅占全年降水量的21.5%，枯水年降水更少，经常出现全县干旱。睢宁站雨量历年各月平均降水量及月降水量百分比柱状图见图3、图4。

图3 睢宁站历年各月平均降水量

图4 睢宁站历年各月降水量百分比

3.短历时暴雨特征。根据历年降水量资料统计可知，睢宁县历史上是洪、涝、旱、雹等灾害频繁得多灾县，日雨量大于100 mm的大暴雨出现76次，约5年出现7次；日雨量大于200 mm的大暴雨出现5 次，约11年出现1 次，且多数出现在7、8月份。如睢宁县“74.8”暴雨是典型的短历时特大暴雨。

1974年7月13日和7月18日睢宁境内连续下了两场暴雨，暴雨强度均在200 mm以上。8月12日全县又普降暴雨，本次暴雨的特点是来势猛、强度大、覆盖面积大、雨量集中。“74.8”暴雨主要分布在徐州整个东部地区。本场暴雨区域日雨量在124.6～374.6 mm之间，全县平均降水量为270.2 mm；暴雨中心在睢宁境内附近的小王庄，日降水量达374.6 mm，是多年平均年降水量的43.2%；睢宁城区日降水量达到289.6 mm；是多年平均年降水量的33%；全县日平均降水量270.2 mm，是多年年平均雨量的30.8%。暴雨中心1 小时最大降雨为86.1 mm，2 h 最大降雨159.4 mm，24 h 最大降雨374.7 mm，此场暴雨无论强度、雨量还是集中程度和覆盖面积，在本区域内都是历史上少见的。雨后遍地积水，沟河洋溢，造成10万hm2农作物受灾，倒塌民房6万多间，死伤人数百余人，造成严重损失。

通过上述分析，睢宁站降水量及暴雨变化特性主要表现在：降水量年际变化大，降水量随时序的变化具有明显的随机性和周期性，并有连丰、连枯和丰、枯交替及周期性变化规律，且枯水期和丰水期持续时间长，枯水年多与丰水年。年内降水量变化不均，非汛期干旱少雨，汛期降雨集中，暴雨频繁，致使本地区干旱、洪涝自然灾害频发。因此，应进一步加强降水资源的特性研究，了解和掌握降水的变化规律和暴雨洪水特性，为该地区的抗旱防涝、水资源的开发利用、水环境保护提供科学有效的依据。