徐州地区多年降水量分析

王勇成，蔡文生

（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州，221000）

摘  要：选取徐州地区长系列雨量代表站资料，对徐州地区 1956～2022 年共67年的降水资料进行特征值、周期性、丰枯变化、变化趋势以及频率分析，研究区域降水特征，探索其随时间分布规律，为徐州地区防洪、水资源管理与规划决策工作提供科学依据。

关键词：徐州地区；降水特征；分布规律；科学依据

1 概况

徐州市位于江苏省西北部，东西长约 210km,南北约140km，总面积 11163km² 。处于长江流域与黄河流域过渡地带，属于半湿润的暖温带气候区。光照充足，雨量充沛，四季分明，冷暖变化明显，具有明显的季风特征，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季晴爽适宜，冬季寒冷干燥^[1]。徐州地区降水时空分布不均，多年平均水资源总量35亿m³，人均量394 m³，仅为全国平均水平的六分之一，正常年份缺水约10亿m³以上，是我国40个严重缺水城市之一。降水是徐州地区水资源的主要来源，因此分析降水规律对地区水资源管理与规划决策工作具有重要意义。

2 降水量代表站及年降水量系列的选取

本次分析是在徐州地区各县市中选取具有较长资料系列的雨量代表站进行分析，分别为新沂市的新安站、邳州市的运河站、睢宁县的睢宁站、城区的徐州站、丰县的丰县闸站、沛县的沛城闸站等。采用的年降水量系列为 1956～2022年共 67年的年降水数据。

3 降水量年际变化分析

3.1 特征值分析

根据徐州地区多年面降水量资料系列得到：1956～2022 这 67 年中，面降水量最大值发生在2022年，为 1247.6mm；最小面降水量发生在1988年，为 511.8mm；最大年降水量是最小年降水量的 2.4 倍。地区多年平均面降水量为 834mm,最大年降水量是多年平均降水量的 1.5 倍，最小年降水量是多年平均降水量的 0.6倍。由此可见，徐州地区年降水量丰枯悬殊。

3.2 降水周期性分析

因相邻年份的年降水量存在波动性，为避免波动干扰，准确地进行降水的周期性分析，需要消除波动，故文章采用 5 年滑动平均法将小于 5 年的波动性消除，使大于 5 年的周期性得到体现。具体见图 1，其中水平线为多年均值线。                                  由图 1 可见徐州地区 1956～2022年这 67 年中，有4段多雨期 3段少雨期。第一、第三个多雨期量值极为接近，第二个多雨期与第一个少雨期、第三个多雨期与第三个少雨期沿多年均值线呈对称分布，多雨期持续时间较为短暂，大体 5～8 年，第二个少雨期持续时间为 28 年，占整个分析资料系列的40%。综上所述，徐州地区年降水既呈现一定的周期性，形状类似正弦曲线^[2]；同时又存在一定的随机性。

3.3 降水丰枯变化分析

差积曲线法常用来分析地区降水丰枯变化，差积曲线法纵坐标为∑（ki-1）,其中 ki 为系列第 i 年的年降水量与多年平均降水量的比值；横坐标为年份。本文用差积曲线法来分析徐州地区 1956～2022 年降水丰枯变化。徐州地区年降水量模比系数差积曲线图见图2。

由徐州地区年降水量模比系数差积曲线图可见，自1956年以来，徐州地区降水一共经历了4个丰枯变化的周期。1956年至1965年处于上升段（丰水期），持续时间10年；1966年至1968年处于下降段（枯水期），持续时间3年；1969年至1974年处于上升段（丰水期），持续时间6年；1975年至2002年处于下降段（枯水期），持续时间28年；2003年至2008年处于上升段（丰水期），持续时间6年；2009年至2019年处于下降段（枯水期），持续时间11年；2020年至2022年整体趋势判断处于上升段（丰水期）。根据地区降水丰枯变化规律，徐州地区上升段（丰水期）一般持续6～10年，规律性较为明显；下降段（枯水期）短则持续3年，长则可达到28年，随机性较大。

3.4 年降水量变化趋势分析

年降水量过程线图能够直观展示地区年降水量变化情况，本文通过绘制年降水量随时间变化的过程线图并用线性回归方程对年降水量趋势进行预测^[3]，具体见图3。

由徐州地区1956～2022年降水量过程线图可以直观看出，徐州地区年降水量年际起伏变化较大，根据线性回归方程的拟合结果，可见徐州地区年降水量总体呈缓慢下降趋势。

4 降水量频率分析

降水量频率分析有助于对地区不同降水量值处于不同重现期有一个较为准确的掌握，本文借助专业的降水频率计算软件，对徐州地区面降水量进行了频率分析，分析结果见表1。

表1  徐州地区1956～2022年面降水量频率计算成果表

根据此次频率计算成果，可以得到徐州地区百年一遇的面降水量为1272mm左右；五十年一遇面降水量1210mm左右；二十年一遇面雨量1121mm左右；十年一遇面降水量在1047mm左右；五年一遇面降水量为962mm左右；两年一遇面降水量819mm左右。

5 结语

根据徐州地区1956～2022 年共 67年的年降水资料分析得到：徐州地区年降水量丰枯悬殊；降水显示出一定的周期性；连续的丰水年与枯水年交替出现；总体的年降水量呈缓慢下降的趋势。对徐州地区年降水量进行分析，可以为地区防洪、水资源管理与规划决策提供科学依据；根据所处的降水周期，综合研判汛末是否需要拦蓄洪水资源以缓解徐州地区缺水的境况，为地区经济发展提供有效的支撑。

参考文献

[1]唐文学，王勇成.徐州地区多年降水特征及变化趋势分析 [J]，中国水运，2012（02）:163-164.

[2]华立敏，杨绍琼.昆明市主城区降水特征及变化趋势分析 [J]，人民珠江，2010（03）:6-8.

[3] 王霞，王丽珠，马书涛. 德州市多年降水特征及变化趋势分析 [J]，山东水利，2019（05）:13-15.

作者简介：王勇成（1980-），男，汉族，江苏连云港人，工学学士，高级工程师，研究方向为水文水资源。