湖南省南部水库强降水面雨量特征分析

黄志萍

（湖南省气象服务中心 长沙市 410118）

湖南位于 24°38′～30°08′°N，108°47′～114°15′°E之间，总的地貌特征是：东、南、西及西北部为山地围绕，中部丘岗起伏，北部低缓，呈西高东低，南高北低，以洞庭湖为中心朝北开口的不对称马蹄形盆地；湖南省是属于亚热带季风气候，年平均降水量为（1 200～1 500）mm之间，少雨年年总量不足1 000 mm，多雨年年总量超过1 800 mm，年际变化大。湖南省南部与两广交界，处于南岭山脉的北部，降水资料显示湖南省南部区域的降水量多数年份高于全省的年平均降水量，特别是汛期天气多变，暴雨频繁。水库面雨量预测对水库流域的蓄水、防洪至关重要，也是气象专业服务的工作重点、难点，本文通过对双牌水库、东江水库日面雨量季节分布、频次分布、强降水等级分布、极值分布等统计特征进行研究，以期为库区面雨量预报提供参考依据。

1 资料与方法

利用南部水库流域内2001～2010年共10年气象站点逐日（08∶00～08∶00）雨量实况资料，采用算术平均法，分别计算出各流域的面雨量。计算面雨量的时段为即日面雨量。资料分析显示，当日面雨量≥20 mm，在库区的测站多出现大雨以上的降水，所以，我们将强降水面雨量划分为（20～29．9）mm，（30～49．9）mm，（50～69.9）mm，≥70 mm 4 个等级。

采用算术平均法计算面雨量，即将该流域各站测得的同期雨量相加后，除以总站数，即为流域面雨量:

式中n——总站数；

pi——各站同期雨量。

2 强降水面雨量频次分布特征

2.1 双牌水库流域

双牌水库流域位于湘江一级支流潇水中游，湖南省南部，控制流域面积10 330 km2，流域内有5个气象观测站参加面雨量计算。从2001～2010年库区流域（08∶00～08∶00） 逐月强降水面雨量频次分布情况，可以看出:

（1）库区流域每个月都出现20 mm以上的强降水日面雨量，强降水日面雨量出现次数最多的月份是6月份为45次，9月份最少，为5次。主要集中在3～8月，占78.4%，9月至次年2月库区流域出现20 mm以上强降水的频次相对较少。

（2） （20～29.9）mm 强降水的频次最多，4～6 月份最集中，有55次，其中4月份频次最多有22次，6月为18次，5月为15次。

（3） （30～49．9）mm 强降水在 4～7 月份出现的频次最多。4月份为16次，5月、6月都出现了15次，7月为11次。

（4） （50～69.9）mm 的强降水出现了 24 次，5 月份出现了8次，6月有7次，11月出现了3次，7、8月各2次，3、4月各1次。

（5）≥70 mm的强降水有10次，6月份出现次数最多，为5次。7月份2次，5、8、10月份各1次。

2.2 东江水库流域

东江水库位于湘水一级支流耒水上游，湖南省的东南部，控制流域面积4 719 km2。占耒水流域面积39.6%，库区只有3个国家基础气象站点。从2001～2010 年库区流域（08∶00～08∶00）逐月强降水面雨量频次分布情况，可以看出:

（1）库区流域每个月均有20 mm以上的强降水日面雨量出现，出现次数最多的月份是6月份为47次，12月份最少，为2次。主要集中在3～8月，占80.6%，9月至次年2月库区流域出现20 mm以上强降水的频次相对较少。

（2） （20～29.9）mm 的频次最多，4～6 月份出现的频次最集中，出现了60次，其中6月最多有22次,4月有20次，5月18次。

（3） （30～49．9）mm 的强降水 6 月出现次数最多有16次，12月份为0次。

（4） （50～69.9）mm 的强降水出现了 11 次，出现在4-8月份，6月最多有4次。

（5）≥70 mm的强降水出现了13次，集中在5～8月份，6月份出现了5次。

2.3 湖南省南部水库流域强降水有以下特征

通过对2001～2010年二流域的强降水的分析，湖南省南部水库流域强降水有以下特征（表1、表2）：

（1）流域的强降水具有季节性，春季频次增幅大，秋季降幅也大。

（2）10年间流域每个月都有20mm以上的强降水的出现，强降水面雨量主要出现在3～8月份，频次的大值区间在4、5、6月，12月～次年2月的强降水出现的频次相对较少。

（3）从强降水频次变化看东江水库在4～6月达到高峰值，7月份频次明显减少，8月份频次又略升高，9月频次继续减少，出现两个峰值。双牌水库在11月份强降水频次有一次反弹。出现又一小高峰。

（4）两流域的强降水面雨量中﹤50 mm的占比最大，≥70 mm的强降水频次相差小。（50～69.9）mm的强降水的频次相差较大。双牌水库出现了24次，是东江水库的2倍多。

（5）10年间两流域内50 mm以上的强降水在9月份至次年的3月份没有出现过。

表1 2000～2010年各月强降水日面雨量次数分布（次）

表2 2000～2010年各级强降水日面雨量次数分布（次）

3 面雨量极值分布特征

（1） 从 2000～2010 年水库流域（08∶00～08∶00）各月面雨量极值分布情况来看（附图），最强的降水在7～8月均有可能出现。

（2）双牌水库流域的降雨最大值为138.9 mm，出现在7月;东江流域面雨量最大值出现在8月，为186.2 mm（附图）。

附图 2001～2010年流域逐月面雨量极大值分布

（3）从极大值的变化曲线来看，两流域变化趋势接近，呈双峰型，即：主、次峰的特征，第二峰值出现在10月份。

（4）冬季期间，流域面雨量极值均降到1年中最低。

4 结 论

通过对湖南南部两水库流域10年间强降水面雨量历史资料分析，推断出湖南南部相邻的两个水库流域的强降水面雨量时空分布特征：

（1）水库流域强降水面雨量出现频次具有明显的季节变化和年际变化特征。冬季频次少，夏季频次最多，春季频次急增，秋季急降。水库流域10年内，共出现20 mm以上面雨量424次，平均每年42．4次；（50～69.9）mm强降水共有35次，平均每年3.5次;70 mm以上强降水出现了23次，平均每年出现2.3次。3～8月为强降水集中期，占总次数的79.5%。

（2）水库流域强降水面雨量频次最为集中的在4、5、6月，12月～次年2月的强降水出现的频次相对较少。50 mm以上的强降水在12月～次年2月没有出现过。

（3）水库流域逐月的强降水频次分布呈现双峰型，即：主、次峰特征，强降水面雨量频次最多的月份为6月，4～6月达到强降水次数的第一个高峰，7月出现明显的减少，东江水库8月份频次又略升高，为第二峰值，9月频次继续减少。双牌水库在11月份强降水频次有一次反弹，出现又一小高峰。

（4）水库流域强降水面雨量等级分布差异较大的是，50 mm以上的强降水集中出现在5～8月，（50～69.9）mm的强降水频次双牌水库是东江水库的2倍多。≥70 mm的强降水的频次东江水库多于双牌水库，4～6月间 （30～49.9）mm 的强降水频次双牌水库多于东江水库。

（5）从极大值的变化曲线来看，两流域变化趋势接近，呈双峰型，即：主、次峰特征，东江水库在8月出现面雨量极大值的峰值，双牌水库在7月出现。东江水库流域的峰值大于双牌水库流域。

1年中4～8月的降水频繁，也是湖南省的主汛期，水库的防汛抗旱责任重大，通过气象这门学科对气候特征进行科学的研究，对强降水的出现时段做出精准预测，为水库用户能在充分发挥防灾减灾作用的同时，又能在发电功能上产生最大的经济效益提供科学的理论依据，实现水资源利用的最大化。

[1] 徐晶，姚学祥．流域面雨量估算技术综述[J]．气象，2007，33(7):15-21．

[2]孙士型，陈良华，向永龙，等．金沙江流域面雨量的气候特［J］．高原山地气象研究， 2009，(增):7-10．

[3]井立阳，张行南，郭亨波．面雨量计算方法对小流域暴雨洪水模拟精度的影响[J]．水电能源科学，2004，22(3):37-39．

[4]高琦，徐明，李武阶，牛奔.长江上游六流域强降水面雨量特征分析[J].人民长江,2013,44(13):14-17.

[5]郁淑华．面雨量计算方法的比较分析 [J]．四川气象，2003，21(3):3-5．

[6]李武阶，王仁乔，郑启松．几种面雨量计算方法在气象和水文上的应用比较[J]．暴雨灾害，2000，(4):62-67．

[7]王仁乔，李才媛，王丽，等．六大流域强降水面雨量气候特征分析[J]．气象，2000，29(7):38-42．