海陽市降水分析

（山東省煙臺市水文局 煙臺 264010）

1 概況

1.1 地理位置

海陽市位于膠東半島南端，居于煙臺、青島、威海三市的中心地帶，因地處黃海之北，故名“海陽”；海陽市地跨東經(jīng)120°50′～121°29′，北緯36°16′～37°10′，東西最大橫距57.7km，南北最大縱距65.7km，總面積1909.69km2；海陽市東鄰乳山、牟平，西接萊陽，北連棲霞，南瀕黃海，西南隔丁字灣與即墨相望，海岸線長230km。

1.2 水文氣象

海陽市屬暖溫帶東亞季風(fēng)型大陸氣候，其特征為光照充足，四季分明，寒暑顯著，氣候溫和，晝夜溫差小，無霜日期長，春季風(fēng)多易旱，夏季炎熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷干燥，少雨雪，盛行西北風(fēng)。降水時空分布不均，光照充足，氣候資源豐富，非常適合旅游觀光和居住。

2 降水量

海陽市年降水量總體分布趨勢是自市域東向西遞減。同一經(jīng)度線上，年降水量隨緯度的增加而減少，即各經(jīng)度線自北向南降水量遞增；同一緯度線上的年降水量，呈自東向西遞減的趨勢。

海陽市年降水量的多年變化過程具有明顯的豐、枯水交替出現(xiàn)的特點(diǎn)。1956—1979年基本為豐水期，1980—2015年基本為枯水期。降水量的年內(nèi)分配很不均勻，主要集中在汛期。多年平均連續(xù)最大四個月降水量為422.6～488.3mm，約占多年平均降水量的70.8%～72.1%。海陽市多年平均降水量見表1、表2。

3 降水分析

3.1 雨量站的選擇

本次評價雨量代表站選站原則：（1）雨量觀測資料質(zhì)量較好、系列較長；（2）面上分布較均勻，對降水量變化梯度大的地區(qū)，選用雨量站適當(dāng)加密。根據(jù)以上原則，結(jié)合海陽市雨量資料的實(shí)際情況，本次評價共選用了11處雨量站，共計4620站月資料，其中實(shí)測資料4282 站月，占92.7%。

3.1.1 降水資料的插補(bǔ)延長

本次水資源評價采用多元線性回歸分析法和優(yōu)化插值技術(shù)，對缺測月份降水量進(jìn)行插補(bǔ)。具體做法是：根據(jù)降水量觀測資料狀況，選定插補(bǔ)站和參證站。根據(jù)插補(bǔ)站及參證站的資料情況，兼顧地形、高程等因素，按照階段尋優(yōu)、整體優(yōu)化的原則，建立一組多元線性回歸方程，其一般形式為：

式中：P—插補(bǔ)站月降水量；

P1、P2、P3…—與P 相同月份的鄰近參證站月降水量；

A1、A2、A3…—分別為回歸系數(shù)。

本次降水資料的插補(bǔ)過程中，選用回歸方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)均在0.90 以上左右，插補(bǔ)成果精度可靠。

3.1.2 資料審查

本次評價，降水資料源自按國家規(guī)范進(jìn)行整編的水文資料，取自山東省水文數(shù)據(jù)庫，資料錄入之前經(jīng)過嚴(yán)格審核；缺測資料采用多元線性回歸方程組進(jìn)行插補(bǔ)，方法正確、成果可靠。

3.2 水資源分區(qū)年降水量計算

根據(jù)海陽市雨量站分布特點(diǎn)和降水地區(qū)分布規(guī)律，本次評價各水資源分區(qū)年降水量均值利用選用代表站歷年年降水量系列資料用算術(shù)平均法計算，年降水量變差系數(shù)Cv 值用矩法公式計算，經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式P=m/n+1×100%計算，頻率曲線線型采用P-Ⅲ型。適線時均值、Cv 值不作調(diào)整，Cs =2Cv，對系列中特大、特小值不作處理。

根據(jù)各分區(qū)年降水量系列，計算各分區(qū)不同保證率的年降水量。1956—2015年系列各水資源分區(qū)年降水量計算成果見表1。

由表1可知，全市1956—2015年平均年降水量為697.2mm。各水資源分區(qū)中，大沽夾河多年平均降水量最大，為740.0mm；白紀(jì)區(qū)最小，為629.3mm。

3.3 豐、枯水周期性變化規(guī)律分析

應(yīng)用煙臺站長系列降水資料作為分析的依據(jù)，點(diǎn)繪煙臺站年降水量模比系數(shù)差積曲線圖（圖1）。

從圖1可以看出，煙臺站年降水量豐、枯變化過程有比較明顯的周期性。自1887年至1950年，差積曲線為下降段，降水量偏枯，1887—1950年降水量均值為613.0mm，比長系列均值654.0mm 偏小6.3%；從1951年至2015年差積曲線為上升段，降水量偏豐，1951—2015年降水量均值為736.3mm，比長系列均值偏大12.6%；從1950年至1979年差積曲線為上升段，降水量偏豐，1950—1979年降水量均值為737.6mm，比長系列均值偏大12.9%；1980—2015年差積曲線呈小周期（約為10年）上升和下降交替出現(xiàn)的情況，降水量均值653.8mm，接近長系列均值654mm。上述的下降段（枯水段）或上升段（豐水段）雖夾雜著一些較小的豐、枯水波動段，但大的上升、下降趨勢十分明顯。

從1980年開始到1989年，差積曲線又呈下降趨勢，又進(jìn)入一個的枯水段，降水量均值582.1mm，較長系列均值偏少11.0%，1990—1999年差積曲線又呈上升趨勢，又進(jìn)入一個豐水段，降水量均值691.1mm，較長系列均值偏多5.7%，2000—2006年差積曲線又呈下降趨勢，又進(jìn)入一個枯水段，降水量均值為591.9mm，較長系列均值偏少9.5%，2007—2015年差積曲線又呈上升趨勢，又進(jìn)入一個的豐水段，降水量均值為738.1mm，較長系列均值偏多12.9%。

表1 海陽市（1956—2015年）平均降水量計算成果表

表2 海陽市（1980—2015年）平均降水量計算成果表

圖1 煙臺站年降水量摸比系數(shù)差積曲線圖

圖2 海陽市全市平均年降水量年度變化圖

表3 海陽市代表站年降水量極值比和極差表

表4 海陽市各年代年降水量均值比較表

可以看出，煙臺站存在著1887—2015年約60年的降水變動周期，其中1987—1950年為枯水段，1951—2015年為豐水段。1980—2015年，降水接近長系列均值，進(jìn)入一個約10年的小周期豐、枯交替段。

從海陽市1956年以來全市平均年降水量年度變化及年平均降水量模比系數(shù)差積曲線圖（圖2）也可以看出，1980年以前，差積曲線呈上升趨勢，豐水；1981—2002年 以 后呈下降趨勢，枯水，2003年以后呈小周期變化。

3.4 豐、枯水變化幅度統(tǒng)計分析

通常采用年降水量變差系數(shù)Cv 和極值比或極差（同一雨量站最大與最小年降水量之比值或差值）來反映年降水量豐、枯變化幅度。

Cv 值大，表示年降水量的變化幅度大，反之則小。根據(jù)海陽市1956—2015年年降水量變差系數(shù)Cv 等值線，海陽市年降水量變差系數(shù)Cv 值一般變化在0.26～0.28 之間。大沽河及留格河以及白沙河、紀(jì)疃河區(qū)Cv 值較大，最大達(dá)0.28 以上，其余地區(qū)在0.26 以下。

表3列出的是海陽市本次評價11 個代表雨量站年降水量的極值比和極差，由表可以看出，海陽市極值比在2.83～4.57 范圍之間，其中建新、盤石、行村站極值比在4.0 以上，建新站1964年降水量1232.8mm，1999年降水量287.2mm，極值比為4.29，極差945.6mm。盤石站1964年降水量1428.0mm，1999年降水量356.3mm，極差1071.7mm。行村站1964年降水量1443.2mm，1999年降水量315.9mm，極差1127.3mm。海陽站1964年降水量1567.7mm，1981年降水量423.8mm，極差1143.9mm。以上數(shù)據(jù)表明，海陽市年降水量變化幅度相當(dāng)大。

3.5 年代平均降水量變化分析

比較海陽市不同年代年降水量的均值與60年系列的均值，可以看出：二十世紀(jì)六十年代降水量均值最大，七十年代、八十年代、九十年代降水量均值逐漸減少，八十年代降水量均值最小，九十年代后年降水量均值有所回升，2000年以后接近長系列（1956—2015年）均值，見表4。

4 結(jié)論

海陽市1956—2015年多年平均降水量697.20mm，折合水量133143.6 萬m3。1956—1979年平均降水量789.5mm，折合水量150770.0 萬m3；1980—2015年平均降水量635.6 mm，折合水量為121379.9 萬m3，較1956—2015年系列偏少8.8%，較1956—1979年系列偏少19.5%，是一個偏枯系列■