利用累积降水量分析辽宁省汛期分期

丁阳

（辽宁省水文局，辽宁 沈阳 110003）

1 累积降水量代替场次降水量可行性分析

一般而言，场次降水是对一定流域来定义的。对单站来说，场次降水难以划分。不划出场次降水，想通过降水对汛期分期进行研究就无法实现。只有构成产流的场次降水与汛期才能密切相关。以2010年丹东地区草河站日降水量为例，全年降水天数135 d，5—9月降水天数86 d，最长的连续降水日为15 d。由此可见，按日雨量划分场次降水，不符合实际情况。

根据辽宁省的实际情况得知，在辽宁省不论是东南部、中北部还是西部地区，一场洪水的造峰雨24 h都可以降完，此外很多造峰雨都是后半夜开始降，第二天上午接近完成，而日降水量年鉴整编资料是从8时到8时为分界线，因此选择连续两日累积降水量作为指标，代替场次降水具有代表性。如果场次降水一天内完成，很显然也包含在连续两日累积降水量指标中。

2 研究中的应用

2.1 累积降水量与汛期起止的关系

夏初时，在辽宁省的东南部地区，当连续两日累积降水量大于50 mm时，结合前期的土壤含水量，根据蓄满产流的原理，该地区就可能产生洪水，就预示着汛期的开始。（见表1）

夏初时，在辽宁省的西部及中北部地区，当连续两日累积降水量大于40 mm时，根据超渗产流的原理，该地区就可能产生洪水，也预示着汛期的开始（见表2，表3）。

表1 东南部地区连续两日累积降水量大于50 mm与产流对比

表2 西部地区连续两日累积降水量大于40 mm与产流对比

3 汛期起止时间分析

1）分析方法。根据基于降水要素的汛期分期概念：汛期（主要指伏秋大汛）的起止时间，可以用能使该地区河道中形成明显径流的场次降水出现的时间来反映。选择单站连续两日累积降水量作为指标，代替单站场次降水。选西部地区、中北部地区连续两日累积降水量大于40 mm系列；东南部地区连续两日累积降水量大于50 mm系列，作为样本，因为该样本构成产流。在单站各自所属的系列中，找出历年开始时间和结束时间。利用模糊集理论对单站历年开始时间和结束时间系列进行分析，确定单站汛期的开始与结束时间，各区域汛期起止时间通过区域内单站汛期的开始与结束时间的外包线来确定。

表3 中北部地区连续两日降水累计大于40 mm与产流对比

2）模糊集理论分析单站汛期的开始与结束。采用模糊理论进行单站汛期分期。按照模糊理论把汛期作为一年时间论域T中的一个模糊子集{A}，非汛期亦是一个模糊子集{A-}，用隶属函数Ua（t）来描述在时刻 t（t∈T）隶属于汛期的程度，用Ua-（t）描述隶属于非汛期的程度。

就单站多年系列而言，隶属函数等于隶属于某一时刻t的样本（年份数）占总样本（单站统计年数）的比率。隶属函数的取值范围：0≤Ua（t）≤1，0≤Ua-（t）≤1。

隶属函数Ua（t）确定汛期的开始与结束原则为：选择Ua（t）=0.2处对应的时间，即为该站汛期的开始时间与结束时间。即单站20%的年份进入汛期，认为该站进入汛期。以荒沟站为例，隶属函数见图1。

图1 荒沟站历年连续两日累积降水量大50 mm隶属度

这样荒沟站汛期的开始时间为5月28日；结束时间为9月8日。以此类推，统计分析完120个代表站汛期的开始与结束时间。各区域汛期起止时间通过区域内单站汛期的开始与结束时间的外包线来确定。