陕西省降水资料代表性及丰枯变化规律分析

张 娟

(陕西省水资源管理办公室， 陕西 西安 710004)

陕西省降水资料代表性及丰枯变化规律分析

张 娟

(陕西省水资源管理办公室， 陕西 西安 710004)

选用陕西省27 处雨量站长系列降水资料，应用差积曲线分析降水量的周期性丰枯变化；采用降水量连丰连枯统计及其丰枯水年对比，分析降水量的丰枯变化规律；通过对降水量长短系列相对误差对比及不同频率年降水分析，评价降水量资料系列的代表性。结果表明：1956-2000年系列丰水期、枯水期长度基本相同，也基本包括了完整的丰枯周期，是最具有代表性的水文短系列。

降水量；丰枯变化；代表性；分析；陕西省

1 资料选用

根据全国水资源综合规划技术细则要求，全省共选用了27个资料系列在56年以上、观测质量较好的降水量长系列区域代表站，其中陕北3个，关中17个，陕南7个，资料系列最长的安康站为1929-2000年，最短的赵石窑、涝峪口站为1943-2000年。降水量代表站情况见表1。

2 降水量丰枯变化

2.1 周期性丰枯变化

差积曲线的不同形状，反映年降水量的周期性丰、枯交替变化规律。曲线的上升段，表示多水期，下降段表示少水期；在某时段内，曲线总趋势上升，表示处于丰水期，总趋势下降，表示处于枯水期，曲线的丰水期、枯水期构成了一个完整的丰、枯周期。

年降水量差积曲线(见图1) 分析表明：年降水量丰枯变化过程受降水、暴雨等随机因素影响，丰枯周期性规律较明显，枯水期较丰水期长。全省大部分地区在1930-1940年代处于枯水期，持续时间15 a左右，1950年代前后进入丰水期，持续时间20 a左右，进入1970年代又出现枯水期或平水期，持续时间大概10 a，1980年代初又进入一个小的丰水期，持续时间5 a左右，从1985年后，就进入了一个明显的枯水段，持续时间一般15年。

2.2 丰枯规律分析

2.2.1 连丰连枯统计

为分析降水量连丰、连枯严重程度，采用丰平枯水年划分标准，对连丰、连枯作进一步统计分析。丰平枯水年判断标准：丰水年为降水量频率P<37.5%；平水年为降水量频率37.5%≤P<62.5%；枯水年为降水量频率P≥62.5%。根据上述标准，判别代表站年降水量起始年份至2000年长系列中的丰水年、枯水年，统计连丰期、连枯期出现频次，计算连丰期、连枯期平均年降水量与长系列多年平均年降水量的比值，即极值比，K丰和K枯分别为连丰期和连枯期的极值比。

表1 陕西省降水量代表站情况

年降水量连丰、连枯统计(见表2)分析表明：全省所有站连丰、连枯期以2 a出现次数最多，3 a次之，5 a或5 a以上连丰期、连枯期也有出现。如：安康站发生1979-1984年6 a最长连丰期，黑峪口站发生1993-1998年6年最长连枯期；有些站连丰、连枯期虽不是很长，但均值偏离长系列均值程度较大。如：连丰3 a(1963-1965年)的涝峪口站K丰达1.79，连丰2 a(1980-1981年)的武侯镇站K丰达1.57，连枯2 a(1936-1937年)的黑峪口站K枯仅0.22。

表2 代表站年降水量连丰、连枯统计

2.2.2 丰枯水年对比分析

统计代表站在不同系列中年降水量为丰水年、枯水年的频次，分析丰枯水年所占比例(见表3)。结果表明：1956-1979年，丰水年数所占比例大于枯水年；1971-2000年、1980-2000年，丰水年数所占比例小于或略小于枯水年；1956-2000年，丰水年数、枯水年数所占比例基本持平；起始年份至2000年，丰水年数、枯水年数所占比例相同。

3 降水量资料系列代表性分析

3.1 长短系列参数相对误差对比

计算1956-1979年、1971-2000年、1980-2000年、1956-2000年4个短系列年降水量均值和变差系数Cv值，并分别与长系列降水量均值、Cv值对比，求其相对误差(见表4)。计算公式：△X=(Xn-XN)/XN×100%，△Cv=(Cvn-CvN)/CvN×100%，式中，△X、△Cv分别为短系列均值、Cv值对长系列的相对误差；Xn、Cvn为短系列均值、Cv值；XN、CvN为长系列均值、Cv值；n、N分别为短系列、长系列年长度。

表3 代表站年降水量不同系列丰枯水年对比分析 %

图1 全省选用代表站年降水量差积曲线

年降水量长短系列相对误差对比分析(见表4)表明：1956-1979年系列：降水量均值6站偏小，1站无偏离，20站偏大；Cv值3站无偏离，其它站相对误差较大。1971-2000年：降水量均值4站偏大，23站偏小；Cv值除3站无偏离外，其它大多数站相对误差较大。1980-2000年系列：降水量均值系统偏离程度有较大改善，8站偏大，19站偏小；Cv值除2站无偏离外，大多数站偏离±6～25%左右。1956-2000年：降水量均值基本无系统偏离，1站无偏离，12站偏小，11站偏大；Cv值基本上也无系统偏离，有5站无偏离，11站偏多+10.0%左右，其余偏小在-18%以内。

3.2 不同频率年降水量对比

为进一步分析不同系列数据代表性，对短系列与长系列资料进行频率分析计算，将适线求得的不同频率数据对比分析(见表5)。结果表明：1956-1979年系列不同频率预估值相对长系列值系统偏大，这是因为1956-1979年基本处于丰水期; 1971-2000年30年系列不同频率预估值相对长系列值系统偏小，是因为1971-2000年基本处于枯水期; 1980-2000年21年系列不同频率预估值相对长系列值也系统偏小，其偏小程度较1971-2000年30年系列陕南减弱，陕北、关中增强。是因为1980-2000年较1971-2000年系列枯水期陕北、关中剧烈，陕南减弱; 1956-2000年45年系列不同频率预估值相对长系列值偏大、偏小比例持平，无系统偏离，说明1956-2000年45年系列在一个完整的丰枯周期内，系列具有很好的代表性。

表4 代表站降水量长短系列相对误差分析 %

表5 短系列与长系列不同频率降水量对比分析

4 结语

选用全省27处雨量站长系列降水量资料，应用差积曲线分析降水量的周期性丰枯变化，采用降水量连丰连枯统计及其丰枯水年数组成对比，分析降水量的丰枯变化规律；通过对降水量长短系列相对误差对比及不同频率年降水量分析，评价降水量系列的代表性。结果表明: 1956-2000年系列丰水期、枯水期长度基本相同，也基本包括了一个完整的丰枯周期，是最具有代表性的水文短系列。

2017-04-17

张娟(1965-)，女，陕西富平人，工程师，主要从事水资源开发利用与管理工作。

P426.61+4

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1004-1184(2017)04-0153-05