临城县1956－2005年降水量特性分析

2014-09-18刘英学

地下水 2014年1期

刘英学，刘超

(河北省邢台水文水资源勘测局，河北邢台054000)

临城县位于河北省西南部、邢台市西北部边缘。属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明。介于北纬37°20'至37°35'、东经 114°03'至 114°38'之间。东西长 49.8 km，南北宽 25.4 km，总面积为797 km2。全县山丘区面积619 km2，占总面积的77.7%，平原区面积178 km2，占全县总面积的22.3%。

1 水汽来源与天气系统

临城县属于暖温带半湿润大陆性季风型气候区。冬季受极地大陆性气团控制，气候寒冷，雨雪稀少;春季受大陆性变性气团影响，降水不多，由于偏北或偏西风盛行，蒸发量增大，往往形成干旱天气;夏季由于太平洋副热带高压脊线北移，促使西南和东南洋面上暖湿气流向本区输送，成为主要降水季节;秋季，东南季风减退，极地大陆气团逐渐加强，逐渐变为秋高气爽的少雨季节。夏季影响临城县的天气系统有7种类型，即东北低压、东蒙低涡、冷锋、西来槽、横切变、黄河气旋及台风。据统计，西来槽和冷锋是影响本县的主要天气系统。

2 资料收集和整理

为了提高降水量的计算精度和便于等值线图的绘制，充分搜集利用本地及相邻区域水文部门和气象部门的降水量观测资料、搜集了以往的分析成果及有关图件，并对资料进行了分析研究。选用的降水资料主要来源于整编后的资料。共收集整理了15处雨量站的降水量系列资料，其中山区雨量站10处，平原雨量站5处，站网密度为53.1 km2/站。

在选用的15处雨量站中，降水量实测资料系列全部在40年以上，达到50年以上的雨量站10处，占79.7%。

为了增强降水资料系列的代表性，减少抽样误差，提高统计参数的精度，对资料不连续、个别年份缺测或未达到50年同步系列标准的雨量站，采用直接移用、邻站相关和降水量等值线图内插等方法进行延长或插补。

3 系列代表性分析

评价一个系列的代表性，不仅要看系列的长短，更重要的是看系列本身的丰枯结构和统计参数的相对稳定程度。若在一个随机系列中，有一个或几个完整的丰枯周期，其中又包含长系列中的最大和最小值，统计参数、Cv、Cs/Cv相对稳定，则一般认为这个系列的代表性比较好。选用系列年限在50年以上的西台峪、郝庄、临城水库和鸭鸽营4处雨量站降水资料进行长短系列统计参数对比分析，检验1956－2005年同步系列资料的代表性。

从计算结果表1可以看出，1956－2005年系列各代表站均值与长系列均值比变化范围在0.89～1.027之间，1956－1979年24年系列均值与长系列均值比变化范围在0.949～1.148之间，略偏大。通过分析可以看出，本次采用1956－2005年系列的均值与长系列均值基本一致。1956－2005年系列计算结果的代表性较好，在没有足够长系列资料的情况下，采用该系列进行统计参数计算是可行的。参数对比见表1。

表1 代表站长短系列参数对比表

4 年降水量

4.1 年降水量的计算

本次降水量计算，采用加权平均法。由1956－2005年降水量同步系列资料计算结果得知，临城县多年平均年降水量为539.1 mm。其中，山丘区年降水量 550.6 mm，平原 499.1 mm。全县保证率20%、50%、75%、95%的降水量分别为679.3 mm、506.7 mm、398.9 mm 和296.5 mm。见表2。

表2 临城县流域分区年降水量成果表

全县8个乡镇中，多年平均降水量以赵庄乡最大，为600.4 mm;郝庄乡次之，为576.3 mm;东镇镇最小，为497.1 mm，见表3。

表3 临城县行政分区年降水量成果表

4.2 降水量的区域分布

降水量的区域分布规律主要受气候、地形等因素的影响。临城县年降水量区域变化趋势比较明显，自山区向平原呈现逐渐递减之势，总趋势是山区大于平原。山区多年平均在500～650 mm，平原多年平均在480～510 mm之间。就单站情况而言亦如此，例如山区的西台峪站实测最大年降水量为1764.9 mm(1963年)，平原区的鸭鸽营站实测最大年降水量仅1352.3 mm(1963年)，两站最大年降水量之比为1.31∶1。

4.3 降水量的年内分配

临城县降水量具有年内分配非常集中的特点，全年降水量的80%左右集中在汛期(6－9月)，而汛期降水量又主要集中在7、8两个月，甚至更短时间内。特别是一些大水年份，降水更加集中(例如，临城水库站1963年最大7天降雨量980.6 mm，占全年降水量的74.2%;最大30天降水量994.6 mm，占全年降水量的75.3%)。非汛期8个月的降水量仅占全年降水量的25%左右，而非汛期又以4、5、10三个月所占比重为大。各流域分区代表站降水量年内分配统计见图1。

图1 临城县代表站多年平均降水量年内分配图

4.4 降水量的年际变化

降水量年际变化的大小，可用变差系数或极值比(最大值与最小值之比)加以衡量。年降水量系列的CV值越大，极值比越大，年降水量越不均匀。临城县年降水量变差系数CV值的范围为0.30 ～0.40，全县平均年最大降水量为 1963 年1 402.2 mm，最小降水量为1972年251.9 mm，极值比为5.64。山区年降水量变化幅度大于平原，各站极值比大部分在4.0以上。其中，郝庄、西台峪站变化幅度最大，极值比分别高达6.75和6.32，变差系数分别为0.30、0.40。各雨量站实测最小年降水量一般为200～300 mm，如黑城站1972年降水量仅243.2 mm。实测最大年降水量一般为800～1 000 mm，个别站较大，如西台峪站实测最大年降水量为1 764.9 mm(1963年)。1956－2005年降水量年际变化见图2。

图2 临城县降水量年际变化图

图3 临城县不同区域降水量年代变化柱状图

表4 临城县不同区域降水量年代变化统计表

4.5 降水年代变化趋势

全县上个世纪五十年代至六十年代平均降水量比1956－2005年系列均值分别偏多10.7%和9.2%，七十年代以后比50年系列均值分别偏少 1.6%、14.6%、7.2%和 2.1%。

从流域分区降水量年代变化可以看出，山区五十年代至六十年代平均降水量比50年系列均值分别偏多6.4%和10.3%，七十年代以后比50年系列均值分别偏少0.7%、15.0%、6.7%和1.9%。平原区五十年代至六十年代平均降水量比50年系列均值偏多26.6%、4.8%，七十年代至九十年代平均降水量比50年系列均值分别偏少4.7%、12.5%、9.0%和3.1%。全县、山区、平原各年代降水量均值变化见图3，年代变化见表4。