渾河流域沈陽水文站降水演變特征分析

張曉紅，趙鳳偉

（1.遼寧省水文水資源勘測局鞍山分局，遼寧 鞍山 114002；2.遼寧省水文水資源勘測局，遼寧 沈陽 110006）

當今氣候變化對全球各個方面都有所影響的同時，其對降水量的影響尤為直接。氣候變化改變了降水的空間格局、季節(jié)分配，顯著影響流域生態(tài)水文過程，繼而影響徑流的形成、水資源的穩(wěn)定性和植被生產(chǎn)力，導致植被空間格局和土地利用方式的適應性變化[1]。因此研究降水量在時間序列上的變化趨勢，探索其對氣候變化的敏感響應，為合理利用水資源和科學防洪調(diào)度以及制定水資源長期規(guī)劃和保護流域水資源等具有重要的參考價值。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)氣候概況以及資料來源

沈陽地區(qū)處于中緯度，位于亞洲大陸的東岸，屬于溫帶大陸性季風氣候區(qū)的北緣，冬季寒冷干燥，夏季溫熱多雨，雨熱同季，一年四季分明。年平均氣溫8℃，7月最熱，平均氣溫24.6℃；1月最冷，平均氣溫-11.8℃。無霜期185d。年平均降雨量598.9mm，最大年降水量845.8mm，最小年降水量432.2mm。沈陽地區(qū)的河流主要有遼河、渾河兩大水系。

本文分析資料來源于渾河流域沈陽水文站1950-2005年完整的逐月降水資料，采用降水傾向率法和累積距平法進行分析。

1.2 降水傾向率法

降水量的長期趨勢變化，用線性回歸方程表示

式中：p為降水量；α1=dp/dt為線性趨勢；α0為常數(shù)。 b=10α0作為降水傾向率(mm／10a)。當b＞0時，說明降水隨時間t呈上升的趨勢；b＜0時，說明降水隨時間t呈下降的趨勢[5]。

1.3 模比系數(shù)差積曲線法

模比系數(shù)差積曲線可以反映一段時期內(nèi)降雨的變化趨勢。其公式為：

式中：LPi為距平累計值；Xi為第i年的時間序列值；為所計算時間序列的多年平均值[5]。

2 降水量變化趨勢分析

2.1 降水傾向率法

2.1.1 年降水趨勢分析

根據(jù)降水傾向率法對沈陽站降水量的變化趨勢進行了分析（見圖1）。圖1中細實線代表降水量變化，粗實線代表不同時間尺度的滑動平均曲線，點劃線代表降水量線性變化趨勢。由圖1可見，在過去55年來沈陽站年降水量有明顯減少的趨勢，以10年滑動平均曲線表示沈陽站的降水傾向率為22.71mm/10a。

圖1 沈陽水文站年降水傾向率圖

2.1.2 汛前、汛期和汛后降水變化趨勢

現(xiàn)將1月1日至5月31日劃為汛前，6月1日至9月31日劃為汛期，汛后為10月1日至12月31日。對汛前、汛期和汛后降水趨勢分析見圖2。

圖2 沈陽水文站降水傾向率圖

沈陽站汛前、汛期和汛后降水變化趨勢表明：汛前降水變化不明顯，稍有減少趨勢，10年滑動平均曲線表明50年代中期到60年代中期及21世紀初期降水偏少，這與歷史1960年和2000年兩次大春旱相吻合，其余年份接近多年均值。

由于沈陽水文站的降水量在汛期占的比重比較大，因此汛期的降水變化趨勢和年降水變化趨勢完全相似，呈顯著減少的趨勢，降水傾向率為23.25mm/10a。

汛后降水變化不明顯，10年滑動平均曲線隨降水波動比較大，略有上升趨勢。

2.2 年降水模比系數(shù)差積曲線法

2.2.1 年降水量周期性分析

對1950-2005年逐年降水量做模比系數(shù)差積曲線，由圖3可以看出，年降水量變化大體可分為兩個時期，在20世紀50年代至60年代中期，總體上是增加的趨勢，60年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩減少的趨勢。

2.2.2 汛前、汛期和汛后降水變化趨勢

圖3 沈陽水文站年際降水量模比系數(shù)差積曲線圖

對1950-2005年歷年汛前、汛期、汛后降水量做模比系數(shù)差積曲線分析，由圖4可以看出，汛前降水量變化大體可分為3個時期，從20世紀50年代至70年代初呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢，70年代至90年代中期呈現(xiàn)周期震蕩上升的趨勢，90年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢。汛期降水量變化大體可分為兩個時期，從20世紀50年代至60年代中期呈現(xiàn)周期震蕩上升的趨勢，60年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢。汛后降水量變化，從20世紀50年代至2005年大致每10年呈現(xiàn)交替上升的趨勢。

圖4 沈陽水文站降水量模比系數(shù)差積曲線圖

3 結(jié) 論

利用降雨傾向率法對沈陽站降水量進行趨勢分析，結(jié)果表明：

1）沈陽站年降水量有明顯減少的趨勢，以10年為周期進行計算的降水傾向率為22.71mm/10a。

2）汛前降水量變化趨勢不明顯，稍有減少趨勢。

3）汛期降水量變化趨勢和年降水變化趨勢完全相似，呈顯著減少的趨勢，降水傾向率為23.25mm/10a。

4）汛后降水量變化不明顯，略有上升趨勢。

利用模比系數(shù)差積曲線法對沈陽站降水量進行年代際變化過程分析，結(jié)果表明：

1）沈陽水文站年降水量從20世紀50年代至60年代中期，總體上是增加的趨勢，60年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩減少的趨勢。

2）汛前降水量從20世紀50年代至70年代初呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢，70年代至90年代中期呈現(xiàn)周期震蕩上升的趨勢，90年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢。

3）汛期降水量從20世紀50年代至60年代中期呈現(xiàn)周期震蕩上升的趨勢，60年代中期以后呈現(xiàn)周期震蕩下降的趨勢。

4）汛后降水量從20世紀50年代至2005年大致每10年呈現(xiàn)交替上升的趨勢。

[1]莫興國，林忠輝，劉蘇峽. 氣候變化對無定河流域生態(tài)水文過程的影響[J].生態(tài)學報，2007，27（12）：4999-5006.

[2]欒兆擎，章光新，鄧偉，等.三江平原50a來氣溫及降水變化研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2007，21（11）：39-43.

[3]張雪花，步新影，孔繁德.氣候變化對秦皇島地區(qū)降水量影響分析[J].環(huán)境科學與管理，2007，32（8）：62-64.

[4]張劍明，黎祖賢，章新平.長沙近50年來降水的多時間尺度分析[J].水文，2007，27（4）：78-80.

[5]吳啟俠，朱建強，耿顯波，羅艷.江漢平原四湖流域降水特征分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2008，29（2）：146-150.