東至縣水系流域面雨量公式驗(yàn)證

東至縣氣象局 姚揚(yáng)，吳紫靜，章衛(wèi)華

一、引言

東至縣國(guó)土面積3261平方公里，為安徽省第二大縣，南部為山區(qū)和丘陵地帶，北部為沿江圩區(qū)和沖積平原。境內(nèi)河流、水庫(kù)、湖泊、山塘眾多，主要有：堯渡河水系、黃湓河水系、龍泉河水系。隨著極端氣象災(zāi)害發(fā)生頻率增加和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需求開展準(zhǔn)確的精細(xì)化面雨量預(yù)報(bào)對(duì)防汛抗洪和水庫(kù)蓄洪安全顯得尤為重要。流域面雨量計(jì)算公式滿足水文部門延伸洪水預(yù)報(bào)的決策依據(jù)，又可為水利部門的洪水預(yù)報(bào)提供非常重要的參數(shù)。

二、分析方法

（一）氣候概況

東至縣系北亞熱帶季風(fēng)氣候，冬夏長(zhǎng)，春秋短，四季分明，光照充足，溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，氣候資源豐富。但短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生頻率高，為安徽省發(fā)生頻次最高的區(qū)域。年平均降雨量為1616.8mm，主汛期在每年的5月至8月份，平均梅雨天數(shù)為24天，梅雨期平均降水量為331.6mm。

（二）水文地理概況

東至縣境內(nèi)山、丘、圩、湖共存，山區(qū)占63.17%，丘陵占16.4%，圩區(qū)占12.7%，湖區(qū)占3.9%，長(zhǎng)江及洲灘占3.8%。縣內(nèi)有黃湓河、堯渡河和龍泉河三大河流。黃湓河發(fā)源于仙寓嶺山脈，流域面積1548平方公里，流經(jīng)石臺(tái)、東至、貴池兩縣一區(qū)，縣境內(nèi)流域面積1093平方公里，占全縣面積33.5%；堯渡河發(fā)源于良禾嶺，流域面積897平方公里（包括香隅河130km2），占全縣面積27.5%；龍泉河發(fā)源于九江嶺，流域面積994平方公里，占全縣面積30.5%。

表1 東至兩次暴雨過(guò)程各水系站點(diǎn)降水量統(tǒng)計(jì)

（三）模型研制

堯渡河水系雨量站點(diǎn)密度明顯偏小，且流域內(nèi)多平原和圩區(qū)，對(duì)堯渡河流域采用泰森多邊形法驗(yàn)證面雨量。繪制堯渡河流域的垂直平分多邊形[1]（圖1）。

圖1 堯渡河流域垂直多邊形（注：每個(gè)多邊形內(nèi)有一個(gè)代表雨量站）

泰森多邊形面雨量公式：

fn和Rn分別表示該雨量測(cè)站的權(quán)重和降水量[2]。

龍泉河流域和黃湓河流域雨量站點(diǎn)密度較大，且流域內(nèi)多山區(qū)和丘陵地形，采用逐步訂正格點(diǎn)法驗(yàn)證面雨量。龍泉河流域和黃湓河流域網(wǎng)格（圖2、圖3）。

圖2 龍泉河流域網(wǎng)格（注：實(shí)線中心點(diǎn)降水量平均值代表面雨量）

圖3 黃湓河流域網(wǎng)格（注：實(shí)線中心點(diǎn)降水量的平均值代表面雨量）

逐步訂正格點(diǎn)法面雨量計(jì)算公式[3]：

為流域面雨量，n為中心點(diǎn)總個(gè)數(shù)，Ri為每個(gè)中心點(diǎn)的雨量。Ri可在虛線網(wǎng)格上用Gressma的逐步訂正法求出。[4]

三、結(jié)果驗(yàn)證及小結(jié)

以東至縣兩次大范圍暴雨天氣過(guò)程33個(gè)雨量觀測(cè)站點(diǎn)實(shí)際觀測(cè)雨量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按雨量站點(diǎn)地理坐標(biāo)分別劃分至堯渡河流域、黃湓河流域、龍泉河流域（表1）。

將通過(guò)泰森多邊形法和逐步訂正格點(diǎn)法計(jì)算的面雨量數(shù)值與各個(gè)雨量站點(diǎn)的算術(shù)平局值進(jìn)行比較分析[5]，三者計(jì)算結(jié)果相差不大，平均最大差值為1.4mm，最小差值為0.7mm,t檢驗(yàn)的平均值為0.3，面雨量計(jì)算公式符合預(yù)期。