王勇成，蔡文生，唐文學,馬慶樓

（江蘇省水文水資源勘測局徐州分局，江蘇徐州，221000）

摘 要：選取徐州地區長系列雨量代表站資料，對徐州地區 1956～2022 年共67年的降水資料進行特征值、周期性、豐枯變化、變化趨勢以及頻率分析，研究區域降水特征，探索其隨時間分布規律，為徐州地區防洪、水資源管理與規劃決策工作提供科學依據。

關鍵詞：徐州地區；降水特征；分布規律；科學依據

1 概況

徐州市位于江蘇省西北部，東西長約 210km,南北約140km，總面積 11163km² 。處于長江流域與黃河流域過渡地帶，屬于半濕潤的暖溫帶氣候區。光照充足，雨量充沛，四季分明，冷暖變化明顯，具有明顯的季風特征，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季晴爽適宜，冬季寒冷干燥^[1]。徐州地區降水時空分布不均，多年平均水資源總量35億m³，人均量394 m³，僅為全國平均水平的六分之一，正常年份缺水約10億m³以上，是我國40個嚴重缺水城市之一。降水是徐州地區水資源的主要來源，因此分析降水規律對地區水資源管理與規劃決策工作具有重要意義。

2 降水量代表站及年降水量系列的選取

本次分析是在徐州地區各縣市中選取具有較長資料系列的雨量代表站進行分析，分別為新沂市的新安站、邳州市的運河站、睢寧縣的睢寧站、城區的徐州站、豐縣的豐縣閘站、沛縣的沛城閘站。采用的年降水量系列為 1956～2022年共 67年的年降水數據。面雨量的計算采用算術平均法，面上站點是按一個縣區選取一個代表站點，具有一定的代表性。

3 降水量年際變化分析

3.1 特征值分析

根據徐州地區多年面降水量資料系列得到：1956～2022 這 67 年中，面降水量最大值發生在2021年，為 1247.6mm；最小面降水量發生在1988年，為 508mm；最大年降水量是最小年降水量的 2.5 倍。地區多年平均面降水量為 844mm,最大年降水量是多年平均降水量的 1.7 倍，最小年降水量是多年平均降水量的 0.6倍。由此可見，徐州地區年降水量豐枯懸殊。

3.2 降水周期性分析

因相鄰年份的年降水量存在波動性，為避免波動干擾，準確地進行降水的周期性分析，需要消除波動，故文章采用 5 年滑動平均法將小于 5 年的波動性消除，使大于 5 年的周期性得到體現。具體見圖 1，其中水平線為多年均值線。 

由圖 1 可見徐州地區 1956～2022年這 67 年中，有4段多雨期 3段少雨期。第一、第三個多雨期量值極為接近，第二個多雨期與第一個少雨期、第三個多雨期與第三個少雨期沿多年均值線呈對稱分布，多雨期持續時間較為短暫，大體 5～8 年，第二個少雨期持續時間為 28 年，占整個分析資料系列的40%。綜上所述，徐州地區年降水既呈現一定的周期性，形狀類似正弦曲線^[2]；同時又存在一定的隨機性。

3.3 降水豐枯變化分析

差積曲線法常用來分析地區降水豐枯變化，差積曲線法縱坐標為∑（ki-1）,其中 ki 為系列第 i 年的年降水量與多年平均降水量的比值；橫坐標為年份。本文用差積曲線法來分析徐州地區 1956～2022 年降水豐枯變化。徐州地區年降水量模比系數差積曲線圖見圖2。

由徐州地區年降水量模比系數差積曲線圖可見，自1956年以來，徐州地區降水一共經歷了4個豐枯變化的周期。1956年至1965年處于上升段（豐水期），持續時間10年；1966年至1968年處于下降段（枯水期），持續時間3年；1969年至1974年處于上升段（豐水期），持續時間6年；1975年至2002年處于下降段（枯水期），持續時間28年；2003年至2008年處于上升段（豐水期），持續時間6年；2009年至2019年處于下降段（枯水期），持續時間11年；2020年至2022年整體趨勢判斷處于上升段（豐水期）。根據地區降水豐枯變化規律，徐州地區上升段（豐水期）一般持續6～10年，規律性較為明顯；下降段（枯水期）短則持續3年，長則可達到28年，隨機性較大。

3.4 年降水量變化趨勢分析

年降水量過程線圖能夠直觀展示地區年降水量變化情況，本文通過繪制年降水量隨時間變化的過程線圖并用線性回歸方程對年降水量趨勢進行預測^[3]，具體見圖3。 

由徐州地區1956～2022年降水量過程線圖可以直觀看出，徐州地區年降水量年際起伏變化較大，根據線性回歸方程的擬合結果，可見徐州地區年降水量總體呈緩慢下降趨勢。

4 降水量頻率分析

降水量頻率分析有助于對地區不同降水量值處于不同重現期有一個較為準確的掌握，本文借助專業的降水頻率計算軟件，對徐州地區面降水量進行了頻率分析，分析結果見表1。

 表1  徐州地區1956～2022年面降水量頻率計算成果表

根據此次頻率計算成果，可以得到徐州地區百年一遇的面降水量為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；五年一遇面降水量為962mm左右；兩年一遇面降水量819mm左右。

5 結語

根據徐州地區1956～2022 年共 67年的年降水資料分析得到：徐州地區年降水量豐枯懸殊；降水顯示出一定的周期性；連續的豐水年與枯水年交替出現；總體的年降水量呈緩慢下降的趨勢。對徐州地區年降水量進行分析，可以為地區防洪、水資源管理與規劃決策提供科學依據；根據所處的降水周期，綜合研判汛末是否需要攔蓄洪水資源以緩解徐州地區缺水的境況，為地區經濟發展提供有效的支撐。

參考文獻

[1]唐文學，王勇成.徐州地區多年降水特征及變化趨勢分析 [J]，中國水運，2012（02）:163-164.

[2]華立敏，楊紹瓊.昆明市主城區降水特征及變化趨勢分析 [J]，人民珠江，2010（03）:6-8.

[3] 王霞，王麗珠，馬書濤. 德州市多年降水特征及變化趨勢分析 [J]，山東水利，2019（05）:13-15.

作者簡介：王勇成（1980-  ），男，漢族，江蘇省海州人，高級工程師，從事水文水資源監測及分析工作。聯系電話：13813272988；郵箱：610084321@qq.com；通訊地址：徐州市云龍區(新城區)中茵廣場5號樓徐州水文局