趙 燕，華國(guó)春

(四川大學(xué)水利水電學(xué)院，成都610065)

近年來(lái)，我國(guó)西南地區(qū)降水異常偏少，造成人畜飲水困難，農(nóng)作物受損，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)較大損失。本文通過(guò)研究成都市新都區(qū)降水量在時(shí)程和空間上的變化，評(píng)價(jià)該地區(qū)降水資源，為全面了解新都區(qū)降水資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域概況

新都區(qū)地處成都市北郊，位于四川盆地西部，境內(nèi)以平原為主，僅東南部受龍泉山脈影響略有突起。地勢(shì)西北高，東南低，從西北向東南傾斜，海拔平均高度為510 m，平均坡度2‰～3‰。境內(nèi)河溪縱橫，水系發(fā)達(dá)，屬濕潤(rùn)亞熱帶季風(fēng)氣候。［1］

2 降水資源評(píng)價(jià)

2.1 降水資料分析

選擇實(shí)測(cè)資料可靠、系列長(zhǎng)、能反映降水時(shí)程和空間分布規(guī)律的新都區(qū)境內(nèi)及周邊附近的雨量站作為研究區(qū)域降水評(píng)價(jià)代表站。為提高各雨量資料的代表性，根據(jù)資料情況，采用算術(shù)平均法、比例法、相關(guān)法將各站雨量資料統(tǒng)一插補(bǔ)延長(zhǎng)至1956—2007年，以滿(mǎn)足該地區(qū)降水資源分析的需要。［2］

2.2 新都降水量的空間分布特點(diǎn)

據(jù)資料可求得新都區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的多年平均年降水量值，并結(jié)合新都行政地圖做出新都區(qū)等雨量線(xiàn)?？梢?jiàn)，新都區(qū)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的多年平均年降水量相差不大，因?yàn)榈匦巍⒌孛?、地質(zhì)、土壤情況變化不明顯。

資料年限期內(nèi)，根據(jù)新都區(qū)多年平均年降水量等值線(xiàn)圖分析，新都區(qū)降水量的分布與氣候、地形、地貌基本相應(yīng)。多年平均年降水量在850.0～920.0 mm，降水量等值線(xiàn)走勢(shì)為南北向，全區(qū)最高值是最低值的1.08倍，差別不大。

2.3 新都降水量的時(shí)程變化

2.3.1 新都降水量的年際變化

2.3.1.1 年降水Cv值

全區(qū)按4個(gè)供水區(qū)域分析，4個(gè)代表雨量站分別代表區(qū)內(nèi)4個(gè)灌區(qū)降水量情況。位于新都境內(nèi)的新都站代表青白江灌區(qū)，石堤堰站代表府毗河灌區(qū)，龍泉驛站代表東風(fēng)渠灌區(qū)，九尺鋪代表人民渠灌區(qū)。

年降水量變差系數(shù)Cv值反映了降水年際變化的劇烈程度，根據(jù)選用雨量站資料分析，區(qū)內(nèi)年降水變差系數(shù)Cv值在0.20～0.25，四川省全省一般為0.15～0.25，新都區(qū)降水量的年際變化處于平均水平。

2.3.1.2 年降水變幅

年降水變化系數(shù)，即最大年降水量與最小年降水量的比值。經(jīng)分析，全省范圍內(nèi)年降水變化系數(shù)一般在1.5-3.4，區(qū)內(nèi)年降水變化幅度居全省中偏高水平。

年降水量極值比的變化規(guī)律，與年降水量變差系數(shù)Cv值變化規(guī)律大體一致，年降水量極值比隨年降水量的增大而減小。年降水量變差系數(shù)Cv值大的地區(qū)，通常極值比也大;反之則小，兩者較為對(duì)應(yīng)。

2.3.1.3 年降水豐枯年型統(tǒng)計(jì)

根據(jù)適線(xiàn)法確定面雨量頻率曲線(xiàn)的參數(shù)，得到不同頻率的設(shè)計(jì)值。［3］總體分布曲線(xiàn)選定為皮爾遜Ⅲ型。按各個(gè)雨量站設(shè)計(jì)值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比關(guān)系，依照標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)豐枯年型具體情況，并整理出頻率統(tǒng)計(jì)表。［4］

表1 豐枯年型頻率統(tǒng)計(jì)表

2.3.1.4 隨機(jī)水文分析

已知4個(gè)代表雨量站的多年平均降雨量資料，及它們代表的四個(gè)灌區(qū)的情況，用泰森多邊形法求新都區(qū)歷年年降水量系列。根據(jù)得到的新都區(qū)降雨量序列，可以做出新都區(qū)(1956—2007年)歷年降水量變化曲線(xiàn)。

20世紀(jì)60年代初期到60年代中期為相對(duì)多雨期，年降水量大都在1 000 mm以上;60年代后期到70年代前期為相對(duì)少雨期，年降水量在800 mm以下。此后降水量圍繞均值呈現(xiàn)上下波動(dòng)至90年代，90年代后期以后，降水量除少數(shù)年份稍高于平均值883.7 mm外，大多數(shù)年份都在800mm以下，為相對(duì)少雨期。降水量總體上說(shuō)有減少的趨勢(shì)。

圖1 新都區(qū)歷年降水量變化曲線(xiàn)圖

1)降水量的趨勢(shì)性

采用線(xiàn)性回歸、滑動(dòng)平均、Man—Kendalll秩次相關(guān)檢驗(yàn)法及Spearman秩次相關(guān)檢驗(yàn)法對(duì)新都區(qū)歷年降水量變化進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)和分析。檢驗(yàn)中的顯著性水平 α 取 0.05。［5］

檢驗(yàn)結(jié)果可知新都區(qū)降水量呈顯著的下降趨勢(shì)。

2)降水量的周期性

①功率譜分析

做出新都降水功率譜曲線(xiàn)，觀察到3個(gè)比較明顯的峰值，分別為k=1時(shí)，k=15時(shí)和k=18。這些k相應(yīng)的T為周期，T=2 m/k。所以，T1=2×26/1=52 a;T2=2×26/15=3.5 a;T3=2×26/18=2.9 a。

周期T是否顯著，必須進(jìn)行檢驗(yàn)。首先判斷樣本序列總體譜類(lèi)型。計(jì)算得到，r(1)=0.245089，ρcα=0.273243，r(1)＜ ρcα，則序列可能來(lái)自白噪聲，則總體譜取白噪聲譜，計(jì)算出白噪聲的標(biāo)準(zhǔn)譜?？芍芷赥 3=2.9 a是顯著周期。

b諧波分析

觀察諧波分析曲線(xiàn)，并構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，逐一檢驗(yàn)出所有的顯著諧波，對(duì)應(yīng)的j即為周期。此例中T1=2 a，T2=18 a。

c周期性分析總結(jié)

功率譜分析結(jié)果新都區(qū)降水量序列存在3個(gè)周期，分別為 T 1=52 a，T2=3.5 a，T3=2.9 a。其中周期T3=2.9 a是顯著周期。

諧波分析結(jié)果新都區(qū)降水量序列存在1=2 a和T 2=18 a的周期。

可見(jiàn)，周期分析一致性無(wú)法得到保證。降水量序列的時(shí)間尺度在時(shí)間域上的分布不均勻，具有顯著的局部化特征。

2.3.2 新都降水量的年內(nèi)變化及季節(jié)變化

由于氣候、氣象要素有明顯的季節(jié)性變化，在相當(dāng)大程度上決定了降水量年內(nèi)分配的不均勻性。新都降水為典型的單峰型降水。［6］

夏季降水量最多，冬季降水量最少。春季和秋季的降水量也相對(duì)比較少。夏半年即5—10月的降水量占全年降水量的比例，各個(gè)代表雨量站幾乎一致，為87%～89%。新都降水季節(jié)分布具有冬干夏濕的特點(diǎn)。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

1)全球氣候變暖，太平洋厄爾尼諾現(xiàn)象加劇破壞了大氣結(jié)構(gòu)，造成海洋季風(fēng)無(wú)法登陸形成降雨，太平洋表層的熱流向東走，將熱帶水汽帶走，導(dǎo)致我國(guó)東部降水較多。與之相反，熱帶水汽減少，由南方進(jìn)入到西南的水汽也偏少了。從大氣環(huán)流形勢(shì)看，入冬以來(lái)，南支槽偏弱，來(lái)自印度洋的西南暖濕氣流比較弱，致水汽供應(yīng)不足，加之南方地區(qū)氣候?qū)Χ驙柲嶂Z現(xiàn)象的響應(yīng)滯后，西南地區(qū)容易出現(xiàn)降水減少。

2)從氣象的關(guān)聯(lián)因素上看，可能是地質(zhì)因素的影響，如地震、斷層等。地質(zhì)的影響是一個(gè)漸變的過(guò)程，因此，由地質(zhì)因素所導(dǎo)致的降雨量逐年減少是可能的。

3)城鎮(zhèn)熱島效應(yīng)不斷增強(qiáng)，地表溫度呈上升趨勢(shì)。

4)由于大面積植被遭到破壞，土壤含水能力差，水利設(shè)施蓄水功能大為降低，這些因素所能給當(dāng)?shù)貛?lái)的水汽蒸發(fā)量也隨之逐年減少。由當(dāng)?shù)厮舭l(fā)所形成的降雨必然也在減少。

3.2 建議

包括7個(gè)方面:①加強(qiáng)公眾節(jié)水意識(shí)。②調(diào)整自來(lái)水價(jià)，要逐漸形成以節(jié)水和防治水污染為核心的價(jià)格機(jī)制③加強(qiáng)城市水資源的保護(hù)與管理。④提高廢污水的有效利用程度。⑤更新城市供水設(shè)施管網(wǎng)，減少漏失率。⑥加強(qiáng)水資源管理信息化建設(shè)，以滿(mǎn)足現(xiàn)代化水利建設(shè)要求。⑦發(fā)展和推廣節(jié)水器具。

［1］中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院.成都市新都區(qū)供水體系規(guī)劃［R］.成都:中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院，2008.

［2］繆韌.水文學(xué)原理［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2007.

［3］葉守則，詹道江.工程水文學(xué)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2008.

［4］黃振平.水文統(tǒng)計(jì)學(xué)［M］.南京:河海大學(xué)出版社，2003.

［5］王文圣，丁晶，金菊良.隨機(jī)水文學(xué)［M］:第二版.北京:中國(guó)水利水電出版，2000.

［6］馮新靈.綿陽(yáng)市降水資源的時(shí)空分布特點(diǎn)［J］.綿陽(yáng)師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，1999，18(2):65-74.