池河明光站以上流域降水量时空分布特征分析

秦永泰++赵可滨

摘要： 为揭示池河流域降水量时空分布特征，对明光站以上流域8个雨量站1970～2009年的逐月降水量资料进行处理分析，得出流域全年、汛期和非汛期的历年过程线和降水量空间分布图。结果表明：池河流域降水量年内分配不均匀，为典型的“复式峰”型，汛期降水量占全年的60%以上；全年和汛期降水量序列呈不显著的减少趋势，且有相似的涨-落变化过程；在空间上，全年和汛期降水量具有由东部山地丘陵区向西部岗地逐渐减少的分布特点。

Abstract： In order to reveal the characteristics of precipitation time-spatial distribution of Chi river basin， the monthly precipitation data of 8 precipitation stations upstream Mingguang hydrological station are processed， and the annual， flood and dry season precipitation hydrographs and the rainfall spatial distribution maps are got. The results show that： the annual precipitation distribution nonuniformity in Chi river basin， and the curves mainly belong to double peak type， the flood season precipitation account for over 60% of the annual. The annual and flood season precipitation time series showed decreasing tendency， and had similar fluctuation process. In spatial terms， the annual and flood season precipitation of eastern hilly area are more than western downland.

關键词： 降水量；Kendall秩次相关检验；池河流域

Key words： precipitation；Kendall rank correlation test；Chi river basin

中图分类号：P333 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）08-0194-02

0 引言

大气降水作为一种非常重要的气候因子，近年来受全球气候变化和人类活动的影响，发生了很大变化。目前，有关淮河流域以及安徽省的大尺度降水研究较多[1-3]，而对池河流域的降水研究相对较少。由于降水的时空分布特征对池河洪水的形成起着决定性作用，加之池河各支流源短坡陡，洪水汇集时间短，水位上涨快，流域防汛形势严峻。因此对池河流域的降水进行研究，探讨其时空分布规律，对区域社会发展具有一定的参考意义。

1 研究区概况

池河发源于定远县大金山东麓，由南向北流经定远县、明光市两地，于洪山头汇入淮河，河长245km。池河流域受季风影响明显，四季分明，降水量年内分配不均，旱涝时有发生。流域上游山峦起伏，为山地丘陵区，属构造—剥蚀地形；中下游被多条支流分割，为岗土旁冲击地形，属堆积—剥蚀地形。池河流域的降水量时空分布特征受地形地貌和气候特性影响明显。

2 资料与方法

研究所应用的降水资料包括池河明光站以上流域8个雨量站（蒋集、明光、石角桥、三界、三和集、张桥、池河和斋朗8个站点）1970～2009年共计40a的逐月降水量资料。

本文首先统计各站点全年、汛期、非汛期的多年平均降水量和集中度系数；然后，运用线性趋势法和Kendall秩次相关检验法，对各序列降水量的变化趋势进行分析；最后对各站点的不同序列数据进行克里格插值，得到各序列降水量的空间分布图，以揭示池河流域的降水时空分布特征。

3 研究结果

3.1 降水量的年内变化特征

由图1可看出：流域各时期年内降水量主要集中发生在汛期（5～9月），最大峰值均出现在7月；1970～1979年和1990～1999年两个时期的降水量年内分配过程相似，汛期主峰偏低，约为160mm，并在主峰前有明显的孤立峰，于主峰后伴有明显的退水峰，整体为“矮胖复式峰”型；1980～1989年和2000～2009年两个时期在汛期的峰值较大，约215mm，并在主峰前后有明显的涨落过程，大体呈为“高瘦复式峰”型。由上述分析可知，各个时期的年内分配过程大体分为“高瘦”和“矮胖”两种峰型，1970～2009年序列的峰型则综合了两者的特点，为典型的复式峰。

为了探究各时期降水系列的年内分配特征，这里应用集中系数来表征汛期降水对全年降水的贡献能力，系数越大，降水分布越不均匀。根据集中度系数分析结果可知，各时期汛期降水量的集中度系数均大于0.60，其中7月份降水量最大，可达全年降水量的20%。这表明研究区降水量年内分配不均匀，且多发生于汛期。

3.2 降水量的年际变化分析

全年、汛期和非汛期三个降水序列的变化趋势具有高度的一致性：均存在一定程度的波动性，并表现有相近的涨落过程和峰谷特征，且峰谷发生时间大都相同，其中全年与汛期序列呈递减趋势，非汛期序列呈递增趋势。根据线性回归方程可知：全年和汛期序列的递减速率分别为每10年减少6.08mm和10.61mm，非汛期的增加速率为每10年增加4.52mm。

为了进一步反映池河流域降水变化特性，采用Kendall秩次相关检验对各序列变化趋势的显著性进行分析（见表1）。经分析发现，全年和汛期序列的Kendall检验结果与线性拟合的结果相同，均为递减趋势，但不显著；而非汛期呈不显著递减趋势，相关系数β仅为-0.02，且与线性拟合的结果不尽相同，主要因为各年非汛期降水变化幅度较小，变化趋势不明显。综合线性拟合的分析结果， 1970～2009年期间，池河流域全年和汛期序列的降水量呈减少趋势，非汛期序列的降水量呈增加趋势。

3.3 降水量空间分布特征

3.3.1 年降水量空间分布特征

流域内各站点年降水量相差不大，整体上由东部山地丘陵区向西部岗地逐渐减少，其中西南部高于中西部。具体表现为：全区年降水量介于850～950mm，其中东部明光、三界、三和集、池河与石角桥降水最多，为930～950mm，西部斋朗地区降水最少，为859.5mm；两地过渡区域降水量等值线密集，降水空间分布差异较大；西南部降水量介于两者之间，为900～930mm（见图2）。

3.3.2 汛期降水量空间分布特征

通过空间统计分析可知，汛期降水量具有与全年降水量相似的由东向西逐渐减少的空间分布特征，此外两者在大部分地区表现出同步升降的特点。全区汛期降水量分布较为均匀，变化梯度比较平缓，没有降水量等值线密集分布的急剧变化区域。全区平均汛期降水量达600mm以上，其中明光地区汛期降水量最大，三和集次之，分别为644.4mm、634.4mm，蒋集降水量最少，为581.4mm。

为了更好揭示流域降水量的年内分布特点及集中程度，由图3可知，全区降水集中系数均大于0.6，介于0.63～0.68之间，整体上由北向南逐渐减小，其中西北部的斋朗最大（0.68），西南部的蒋集最小（0.63）。在中北部地区，同纬度上的东部集中系数较西部的小，如与斋朗站（0.68）同纬度的三界站降水量集中系数为0.66。

4 结语

本文根据池河明光站以上流域的8个雨量站的降水量资料，应用Kendall秩次相关检验法、线性拟合法和克里格插值法等多种方法，分析了池河流域降水量的时空分布规律。研究结果表明：①研究区降水量年内分配十分不均勻，年内分配过程为典型的“复式峰”型，且降水多集中在汛期，占全年降水量的60%以上，其中7月份的降水最多，可达全年的20%；②1970-2009年本区全年和汛期降水量序列都呈减少趋势，非汛期降水量序列呈增加趋势；③汛期降水对全年的贡献较大，且全年和汛期两个降水序列具有相似的涨-落变化过程；④全年和汛期降水量在空间上具有由东部山地丘陵区向西部岗地逐渐减少的分布特点。

参考文献：

[1]潘皎，王景才，杨丽.淮河上中游流域降水要素时空分布特征研究[J].人民珠江，2017，38（1）：15-20.

[2]彭洋，查良松.安徽省降雨量空间分布方法[J].地理空间信息，2010（1）：67-69.

[3]江俊杰，孙卫国.1959-2007年安徽省降水时空变化特征分析[J].中国农业气象，2012（1）：27-33.