杭慶豐 周曉強
(江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局,江蘇鹽城 224002)
作為中國縣域經(jīng)濟基本競爭力50 強,江蘇省東臺市在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民生活水平不斷提高的同時,對水資源的需求和防澇抗旱的要求也日趨提高。而降水作為水循環(huán)中的一個主要環(huán)節(jié),其時空分布和量級的大小不僅影響地表水和地下水的最終補給,也直接影響著澇情或旱情的發(fā)生。
東臺市地處鹽城、南通、泰州三市交界處,總面積約為3221 km2,境內(nèi)以通榆河為界自然形成堤東、堤西兩大地區(qū)。堤東地區(qū)緊鄰黃海,屬黃河奪淮后泥沙淤積形成的濱海平原,地面高程一般介于3.0~5.0 m 之間,區(qū)內(nèi)生產(chǎn)、生活用水常需從引江北輸工程通榆河抽取河水供給。而堤西地區(qū)屬蘇中里下河碟形洼地東部碟緣平原,地面高程以1.4~3.0 m 居多,其間河網(wǎng)縱橫交錯,水量相對充沛。
東臺屬北亞熱帶海洋性氣候,降水類型以鋒面雨和臺風(fēng)雨為主。在地區(qū)發(fā)生暴雨洪澇時,堤東地區(qū)澇水一般通過東臺河、梁垛河、三倉河、方塘河等骨干河道排入黃海,而堤西地區(qū)則在利用河網(wǎng)水道滯洪的基礎(chǔ)上,主要通過上游高港抽水站和下游沿海閘壩進行澇水抽排。
此次分析以降水量觀測資料可靠、系列相對穩(wěn)定、控制相對均勻為主要原則,在東臺及周邊地區(qū)著重選取東臺站、三倉河閘站、時堰站等13處水文降水量代表站點資料為分析數(shù)據(jù)來源,分析資料系列為1955~2013年。
經(jīng)分析,東臺市1955~2013年多年平均年降水量為1055.7 mm,年內(nèi)分配整體呈典型的單峰狀,全年6~9月份降水較為集中,降水量為644.3 mm,占年降水量的61.0%左右。各月中7月份降水量最大,約占年降水量的20.8%。12月份至次年1、2月份降水量普遍較小,月降水量一般僅占年降水量的3.0%左右。東臺市多年平均降水量年內(nèi)分配狀況見圖1。
在所分析的59年中,以堤西地區(qū)面平均年降水量為基準(zhǔn),堤東地區(qū)有41年降水量變化幅度介于±10%之間,顯示這兩個地區(qū)在大致相同的氣候籠罩下降水狀況總體相對穩(wěn)定;另據(jù)統(tǒng)計,堤東地區(qū)有17年年降水量大于堤西地區(qū)10.0%以上,而堤西地區(qū)僅有1年年降水量大于堤東地區(qū)10.0%以上。究其主要原因,堤東地區(qū)緊臨黃海,該區(qū)域與堤西地區(qū)相比更易受到海洋性氣候所帶來的降水影響。東臺市多年降水量空間分布狀況分析見表1。
圖1 東臺市多年平均降水量年內(nèi)分配狀況圖
表1 東臺市多年降水量空間分布狀況分析表
在東臺市全市及堤東、堤西地區(qū)歷年逐日面平均降水量計算的基礎(chǔ)上,利用皮爾遜Ⅲ型曲線進行典型降水量與重現(xiàn)期分析。具體分析時,重點分析各區(qū)域在近年來里下河地區(qū)出現(xiàn)典型大水年,即1991年、2003年、2006年、2007年等年份時的面平均年降水量及重現(xiàn)期,見表2,以及1955~2013年最大3 d、7 d、15 d、30 d 等長歷時面平均降水量及重現(xiàn)期,見表3。
分析結(jié)果表明,1955~2013年系列中,1991年特大暴雨對東臺市的影響最為顯著。該年全市面平均降水量1797.4 mm,為多年平均降水量的1.7倍。堤東地區(qū)降水量為1780.7 mm,重現(xiàn)期約為180年一遇;堤西地區(qū)降水量為1835.2 mm,重現(xiàn)期接近200年一遇。歷年長歷時降水量中,東臺全市及堤東、堤西地區(qū)除最大3 d 降水量發(fā)生在1970年之外,其余最大7 d、15 d、30 d 降雨量也主要發(fā)生在1991年。
此外,里下河地區(qū)2003年、2006年、2007年典型洪澇年份中,東臺市年降水量均較為尋常,重現(xiàn)期一般僅為3~8年左右。另經(jīng)分析,這三年各年最大15 d 降雨量對本地區(qū)澇情的影響程度較為顯著,其中,2003年最大15 d 降雨量為385.2 mm,重現(xiàn)期約為14年一遇;2006年最大15 d 降雨量為344.3 mm,重現(xiàn)期約為9年一遇;2007年最大15 d 降雨量為355.0 mm,重現(xiàn)期約為10年一遇。
降水量變化趨勢主要采用線性回歸法、滑動平均法,以及模比系數(shù)差積曲線法等方法進行綜合分析。
根據(jù)多年降水量逐年變化過程的線性回歸趨勢分析,1955~2013年期間東臺地區(qū)降水量總體呈緩慢減少趨勢;根據(jù)5年降水量滑動均值過程線分析,東臺地區(qū)降水量在1955~1978年左右大致呈下降段,1979~1991年以上升段為主,1991~1995年呈明顯下降段之后,近期主要表現(xiàn)為相對平穩(wěn)的態(tài)勢,見圖2;根據(jù)降水量模比系數(shù)差積曲線分析,1965年、1978年、1991年左右是東臺地區(qū)降水量豐枯趨勢轉(zhuǎn)換的重要轉(zhuǎn)折點,見圖3。
(1)東臺市多年平均年降水量為1055.7 mm,年內(nèi)分配相對集中在6~9月份,因此,這期間既是東臺地區(qū)防汛的重點時段,也是挖掘水資源綜合配置利用潛力的重要時段。在空間分布方面,東臺堤東、堤西地區(qū)降水量分布相對均勻、穩(wěn)定,堤東地區(qū)略顯偏豐。
表2 東臺市近年來典型大水年面平均年降水量分析表
表3 東臺市1955~2013年典型長歷時降水量頻率分析表
圖2 東臺市多年降水量變化趨勢分析圖
圖3 東臺市多年降水量模比系數(shù)差積曲線分析圖
(2)在近年來里下河地區(qū)發(fā)生典型大水年中,1991年東臺全市以及堤東、堤西地區(qū)所遭遇的特大暴雨,無論是年降水量還是容易造成持續(xù)洪澇災(zāi)害的最大15 d、30 d 降水量,在資料分析系列中均排序首位。而2003年、2006年、2007年東臺市年降水量和各典型長歷時降水量均相對尋常,這三年影響地區(qū)澇情的長歷時降雨量主要為各年最大15 d 降雨量。
(3)在目前所分析的資料系列中,1965年、1978年、1991年為東臺地區(qū)年降水量豐枯趨勢轉(zhuǎn)換的重要轉(zhuǎn)折點。其中,自1991年開始的年降水量總體下降趨勢至今已達(dá)20 多年,該趨勢持續(xù)時間與1965年開始的降水量下降趨勢較為相似,結(jié)合以往降水量枯豐轉(zhuǎn)換時間節(jié)點分析,東臺地區(qū)近期年降水量由枯轉(zhuǎn)豐的可能性正在逐年增大。