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洱海流域近50年的降水特征和变化趋势
发布日期:2010-12-24 9:10:06
 

李庆莲

云南省水文水资源局大理分局

摘要:为分析洱海流域降水量特性,选用了流域内12个雨量站资料,实测系列1956-2005年,共50年资料。对不足50年的资料进行了插补,插补方法均采用相关法。对个别可疑资料进行了订正,据此分析计算了流域多年平均降水量,以及降水量的特征和变化趋势等,以便为洱海生态治理工程提供基本的数据和参考依据。

关键词:洱海流域 ; 降水量特征; 变化趋势

洱海地跨大理市 、洱源县 ,属澜沧江流域。洱海水面海拔约1972m,南北长41.5km,东西宽3—9km,周长116km,面积251km2,平均容水量为28.8亿m3,平均水深10.5m,最深处达20.5m,流域面积2565 km2,年降雨量976.7 mm。洱海兼具生活、工业、发电、航运 、旅游 、养殖 、调节气候等多种功能。

近几十年来,由于流域人口、社会经济的不断发展,人类活动的影响,区内的生态环境遭到了不同程度的破坏,主要表现在水质恶化、湖泊退缩、水资源利用矛盾突出频繁发生。因此,研究洱海流域降水的时空分布和变化趋势,对于认清该地区水资源的数量、变化特征以及在环境演变中的作用,具有重要意义,同时也可为洱海生态治理工程提供基本的数据和参考依据。

1降水资料处理与分析

1.1资料情况及插补

洱海流域降水资料系列超过50年以上的站点主要有下关站、大理气象站和炼城水文站。流域内还分布有9个有25-40年降水资料系列较短的雨量站。由于存在观测条件限制和历史事件干扰等方面的原因,资料时断时续,缺乏连续性,这也是以历史资料为依据的水文分析与计算中所遇到的普遍现象。为了便于分析,经常采用与相关站点同期资料进行插补的方法来估算缺失资料。笔者选择资料系列较短的9站分别与下关、大理和炼城三站对每年降水逐月分布值进行相关分析,相关方程系数与参证站同月降水量的乘积便是插补站该月的降水量,插补的年降水量值由逐月降水量计算值累加而得,插补后所得完整时间序列平均值和标准差分别与插补之前的非完整序列值比较,其差值在统计上不显著。

1.2系列代表性分析

长短系列统计参数分析。在流域内选3个实测系列较长的站分析其短系列对长系列的代表性。本次分析 3个站同步系列50年资料和长系列比较,降水均值均超过±1.2%,最大为±1.12%(炼城)。下关、大理两个站长短系列Cv值均为0.18,炼城Cv值相对偏差为5.6%(见表1)由此可见,短系列资料(1956--2005)具有一定代表性。

3个代表站过程线形状极为相似,其短系列资料均有一定的代表性。

绘制了3个代表站的模比系数差积曲线,3个站曲线形状极为相似,大体看出70年代中前期为丰水期,70年代中后至90年代末有一段明显的少水期,90年代末以后又呈现一段丰水期。 

2降雨特性

洱海流域地形复杂,海拔悬殊,地势西北高东南低,季风气候明显,干湿季分明,洱海流域汛期(5-10月)降雨量占多年平均降水量的88.7%,主汛期(6-9月)降雨量占多年平均降水量的72.4%,形成干湿分明的特点。由于特殊地理气候条件影响,降雨量在时间、空间上的分布呈现较大的差异,实测最大年降雨量为2145.4mm(苍山站1992年),最小370.5mm(银桥站2003年),倍比为5.8

 下半年受切变线 、冷锋 、低涡 、季风、低压等天气系统的影响。洱海流域常产生突发性和大范围的强降水暴雨天气,引发山洪 、泥石流、滑坡等自然灾害。根据实测降水资料的暴雨(日降雨大于50mm)天气统计分析发现,洱海流域洱海以西是暴雨高发区,苍山站94.6%的年份会出现暴雨天气,而弥苴河流域的炼城站只有32%。

2.1洱海流域降水时空分布

降水空间分布

根据洱海流域降的地形特点及水文特征,可以将流域分为四个降水分区:弥苴河流域区、洱海西区、洱海东区和洱海湖区。其中弥苴河流域区和洱海西区是洱海入湖水量的主要补给源,洱海西区是洱海流域人口、经济发展较为集中,水资源开发利用程度较高的地区,在干旱年份,该区的农业灌溉水量主要由洱海提供。

洱海西区是洱海流域内降水最多的区域,区域内多年平均降水为1183.1mm,无论是西南气流和偏东气流都会在这里因地形抬升处于迎风坡,极易形成云雨,故降水较多。洱海东区流域内多年平均降水仅为733.2mm,洱海东部地势较西部低,且地处苍山西南暖湿气流的背风坡 ,因气流下沉增温降水减少,故洱海东部降雨量较少。弥苴河流域区多年平均降水为777.8mm。洱海湖区多年平均降水为998.4mm

洱海流域多年平均降水量为976.7mm,由于受西南季风、洱海及地形的影响,降水量的区域分布并不均匀,但是洱海流域内也同时呈现出一定的规律:降水量随着海拔的增加而增加,洱海西区海拔每增加100m年降水大约增加57.2mm,尤其以苍山更为显著。弥苴河流域区海拔大约每增加100m年降水大约增加46.3mm。海拔2200以下降水随着纬度的增加而减小,纬度每增加1分降水大约减小34.1mm

多年降水量变化

下关站年最大降水量与年最小降水量之比为2.2,极值差为855.3mm。大理和炼城站年降水量极值比为2.3,极值差分别为806.3mm639.2mm。年降水量极值比的变化规律,与年降水量变差系数CV值变化规律大体一致,年降水量极值比随年降水量的增大而减小。年降水量变差系数CV值大的地区,通常极值比也大;反之则小,两者较为对应。

从代表站降水量不同年代均值和差积曲线图可以看出(见图1),炼城站2O世纪60年代较多,70年代和80年代呈下降趋势,到 90年代有所回升;下关和大理站降雨量 2O世纪 60年代较多,70年代呈下降趋势;80年代和90年代逐渐上升。90年代以后流域降水普遍呈增多趋势,干旱化趋势减弱并有向湿润化气候变化的趋势,90年代降水量比80年代增加101.3mm,接近多年平均水平。

在洱海流域年降水量的频率分析中。将年降水量按经验频率分为:小于12.5%为丰水年,12.5%-37.5%为偏丰年,37.5%-62.5%为平水年,62.5%-87.5%为偏枯年,大于87.5%为枯水年5种年型,3个代表站的丰水年、偏丰年、平水年、偏枯年、枯水年频率分布一样,分别为12%26%、24%、26%和12%。

年降水量系列一般应包括最长连丰期和连枯期。我们以丰水年:相应频率P<37.5%,枯水年:相应频率P>62.5%”为标准,判别出年降水量系列中的丰水年和枯水年,然后挑选持续时间最长且均值最大的连丰期和持续时间最长且均值最小的连枯期,并分别计算连丰期和连枯期的平均年降水量及其多年平均年降水量的比值k丰和k枯。连丰期在2-4年之间,k丰值在1.06-1.37之间;连枯期在2-4年之间,k枯值在0.68-0.92之间。

降水年内分配

通过对3个代表站降水量资料进行分析表明,洱海流域降水量年内分配不均,降水量主要集中在510月,占全年降水量的84%-92%, 11月至次年4月降水量仅占全年降水量的8%-16%。连续最大4个月 (6-9)降水量占全年降水量的66%-77%,连续最小4个月 (11-2)降水量占全年降水量的5%-10%,最大月 (8)降水量占全年降水量的18%-24%

洱海流域春季(3-5月)降水量占全年降水量的10%-13%, 夏季(6-8月)降水量仅占全年降水量的52%-61%。秋季(9-11)降水量占全年降水量的26%-31%,冬季(12-2)降水量占全年降水量的2%-7%,下关、大理和炼城降水不均匀系数分别为0.3600.3740.434,不均匀系数的值愈小,说明年降水量的月分配愈均匀,炼城站较大理和下关站年内分配更不均匀。

2.2降水变化趋势

根据洱海流域3个代表站50年的降水资料,对代表站降水进行距平趋势法分析,下关和大理站年降水有较小的增加趋势,而炼城站年降水有较小的减少趋势;春季和秋季降水有较明显的增加趋势,年平均增加29.2mm5.6mm,夏季降水呈减少趋势,年平均减少57.8mm,冬季没有较明显的变化趋势;最大月降水8月和主汛期6-9月降水总的呈减少趋势,炼城站减少趋势较明显。

3结语

(1)洱海流域空间降雨量分布不均匀,洱海西区最多1183.1mm,湖区、弥苴河流域次之分别为998.4mm777.8mm,洱海东区最少733.2mm

(2)洱海流域年降水量年内分配较不均匀,年际变化比较大;洱海西区年内分配最不均匀,弥苴河流域次之,洱海东区最小;其年内分配的集中程度和年际变化的幅度在各分区上随降水量的增加而减小。

(3)洱海流域降雨量 2O世纪 6O年代较多,7O年代和8O年代呈下降趋势,9O年代有所回升;弥苴河流域、洱海西区和洱海东区60年代分别为865.3mm1269.5mm818.1mm7O年代分别为739.3mm1190.8mm670.9mm80年代分别为760.1mm1113.2mm644.3mm9O年代分别为758.7mm1164.5mm766.5mm

(4)洱海流域春秋两季降水量的变化呈增加趋势,但不排除个别年份出现严重的干旱现象,每年流域平均递增29.2mm5.6mm,夏季、8月(最大降水月)和主汛期(6-9月)都呈减少趋势,夏季每年平均递减57.8mm

本文仅对洱海流域降水特征和变化趋势进行了分析,其产生原因涉及地形地势、气候变化等多方面因素,降水的时空分布不均和年降水的减少直接影响洱海的径流变化,进而影响可利用水资源量及生态环境,希望通过本文的分析,能为洱海生态治理工程提供基本的数据和参考依据。


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