伊春市點暴雨量統計參數地域分布特征

肖鵬云,李敬東,田長濤

(1.佳木斯水文局,黑龍江 佳木斯 154002;2.伊春水文局,黑龍江 伊春 153000)

點暴雨量統計參數是指某一地點(如雨量站)給定歷時逐年最大暴雨量的多年統計特征值。它可反映當地暴雨的量級和年際變化的程度。目前通常用給定歷時點暴雨量均值、變差系數(C v)和極值(歷年實測最大值)來揭示暴雨的多年變化規律。本文統計分析了伊春地區歷年最大24 h、6 h、1 h、和10mi n共 4種歷時的點暴雨量統計參數值,并繪制了部分歷時均值和變差系數等值線圖。

1 點暴雨量均值的地域分布

伊春市位于小興安嶺腹地,地域廣闊,南北長約320k m,東西約120k m。全境地勢較高,南部地區海拔高程在 300～500m,中部在 600～800 m,北部在200～300 m。氣候特征屬大陸性山地氣候,降水總體上受緯度和地形的影響比較明顯。本地區降水按成因可分為氣旋降水、對流降水、地形降水和臺風降水 4種類型,其中以氣旋和地形降水為主。夏季由于氣旋活動頻繁且靠近冬季季風發源地,冷氣團的來勢比較猛烈,冷鋒降水較為多見。地形降水多發生在小興安嶺迎風坡,本地區降水量屬黑龍江省高值區。

1.1 點暴雨量均值的地域分布趨勢

伊春市年最大24h點暴雨量均值的變化范圍一般在 50～90 m m(見圖 1)。從圖 1可以看出,50 mm等值線自嘉蔭縣西北部經過烏伊嶺區、湯旺河區、五營區、伊春區、金山屯區等地,略呈西北～東南走向。在該線的西側和南側,均值皆＞50 m m,在翠巒區、金山屯區和鐵力北部地區出現 3個明顯高值區,均值都在80 m m以上,這些高值區均為暴雨多發地帶。北部烏伊嶺區和嘉蔭縣大部分區域均值在60mm以下,屬低值區。

伊春市年最大6 h點暴雨量均值的變化范圍一般在 30～60 m m(見圖 2)。從圖 2可以看出,35 m m的等值線自烏伊嶺區經湯旺河區、五營區、伊春區至金山屯區,略呈西北～東南走向,該線所經區域為低值區。在該線的西側,均值皆＞35 m m,在帶嶺區出現 1個高值區,均值為60 mm,該高值區與24 h點暴雨均值高值區接近。北部嘉蔭縣大部分區域均值在40 m m左右,略高于中部的低值區。

伊春市年最大1 h點暴雨量均值的變化范圍一般在 19.6～30 m m。1 h和6 h的點雨量均值分布趨勢大體相似,高值區在鐵力市北部,但高值區突出程度已明顯減弱。

伊春市年最大10 m i n點暴雨量均值的變化范圍一般在12～13.9 m m。變化范圍很小,無明顯高、低值分布區域。

1.2 點暴雨量均值的地域分布特性

從 4種歷時點暴雨量均值等值線圖可以看出,均值地域分布有如下特征:

1)點暴雨量均值地域分布的總趨勢明顯地反映了緯度和地形對暴雨的影響。4種歷時的點雨量均值地域分布的總體趨勢是由西南向東北遞減。各歷時的均值高值帶主要出現在鐵力北部、帶嶺區一帶。低值區主要出現在海拔高程相對較低北部嘉蔭縣和烏伊嶺區北部。

2)點雨量均值的地域分布隨著降雨歷時的縮短而趨于均化。全市范圍內點雨量均值的地區差值(高值與低值的差值)隨著歷時的縮短而減小。例如,24h點雨量均值的地區差值為40mm,而1 h的僅為10.4mm;10 m i n的只有1.9 m m。點雨量的均值比(高值、低值的比值),多數也是隨著降雨歷時的縮短而減小。例如,24 h的均值比為 1.8,1 h的為 1.5, 10mi n的為1.2。

3)各歷時點雨量均值高、低中心區的位置基本上一致。例如鐵力北部、帶嶺區、翠巒區在24 h、6h的等值線圖上均表現為高值區。低值區主要出現在北部烏伊嶺區和嘉蔭縣等低海拔地域。1 h和10mi n點雨量均值的地區差值較小,沒有明顯的高低值中心。

2 點暴雨量變差系數C v值的地域分布

2.1 C v值的地域分布趨勢

C v值可以反應不同均值系列數據的離散程度,伊春市最大24h點雨量變差系數C v值等值線的變化范圍在 0.3～0.7 (見圖 3)。C v值高值區出現在五營區,在 0.5～0.7,與24h暴雨多發區分布地域不一致。其余地區的 C v值差別不大,在0.3～0.45。

伊春市最大6 h點雨量變差系數C v值等值線的變化范圍在0.2～0.5(見圖 4)。C v值存在多個相對高值區,數值在0.45～0.5,分布于嘉蔭、五營、伊春、南岔等地域,與6 h暴雨多發區分布地域不一致。其余地區的 C v值差別不大,在0.25～0.35。

伊春市年最大1 h點雨量C v值的變化范圍一般在 0.3～0.52。相對高值區在湯旺河區,高值區突出程度較弱。

伊春市年最大10 m i n點雨量 C v值的變化范圍一般在0.27～0.37。變化范圍很小,無明顯高低值分布區域。

2.2 C v值的地域分布特征

1)點雨量 C v值隨歷時的縮短而減少,全市各歷時點雨量的變差系數C v值大致為 0.3～0.7(24h)、0.2～0.5 (6h)、0.3～0.5(1 h)、0.27～0.37(10 m i n)。

2)地形對 C v值有明顯的影響。如中部高海拔地區的24 h、6h、1 h點雨量 C v值均屬于高值區,山區背風坡鄰近平原地區的各時段點雨量C v值多為低值區。10 m i n點雨量C v值在全地區分布差值很小,可見地形對特短歷時的點雨量 C v值的影響不明顯。

3)各歷時點雨量 C v值的高、低區分布與點雨量均值的高、低區分布無明顯相關性,有的地區同屬 C v值和均值高、低區,但有的地區則相反,均值高(低),C v值低(高)。

3 實測歷年前五位最大點暴雨量的地域分布特征

各代表站前 5位歷年實測最大點暴雨量如表 1所示,由表 1可以看出,各歷時前五位點暴雨量的地域分布比較均勻,與各歷時點暴雨量均值分布特征最明顯的區別就是在全市各縣、區都有各歷時大暴雨出現的記錄,說明地形和降雨歷時對某一具體場次大暴雨分布沒有明顯的影響。各歷時前 5位暴雨極值相差亦不十分明顯,無罕見特大暴雨記錄,暴雨發生量級比較穩定,說明突發性特大暴雨發生幾率較低。

4 結 語

在計算各歷時點暴雨量統計參數時,雨量資料統計至2007年,選用的雨量站數和雨量資料站年數見表 2。依據這些資料進行點暴雨量特征分析時,因雨量站點密度和資料系列長度以及資料連續性所限,文中所述分析結論有待進一步調整完善。本文得出的伊春市 4種歷時點暴雨量統計參數的地域分布特征結果,對有關部門了解當地點暴雨量的地域分布特征和推求設計暴雨洪水有一定的參考借鑒作用。

表1 各代表站前 5位點暴雨量統計表

表2 選用雨量站數和站年數

[1] 揚州水利學校.水文水利計算[M].北京:水利電力出版社, 1979.