王 民,辛紅蘭,楊金波
(聊城水文水資源勘測局,山東 聊城 252000)
聊城市位于山東省西部,地處東經(jīng)115°16′~116°30′、北緯 35°47′~37°03′。西靠衛(wèi)運河,與河北省邢臺、邯鄲兩市相望;南依金堤河,與河南省濮陽市毗鄰;東部、東南部瀕臨黃河,與泰安、濟南兩市分界;北部、東北部與德州市接壤。全境南北長159km,東西寬114km,總面積8590km2,占全省面積的5.6%。境內(nèi)地形平緩,除東南部沿黃河一帶有古生地層出露的高不足百米的剝蝕殘山 (主要分布在東阿縣境內(nèi)的位山、關(guān)山一帶,約3.4km2)外,其余均為黃河沖積平原,地勢西南高、東北低,地面坡降1/6500~1/7500,海拔高度一般在22.80~47.80m(黃?;妫S捎谑茳S河歷次決口、改道和自然侵蝕的影響,形成了微度起伏,崗、坡、洼相間的平原地貌。
聊城市處于暖溫帶季風(fēng)氣候區(qū),屬于半干旱半濕潤大陸性氣候。多年平均氣溫13.1℃,光照充足,溫度適宜,四季分明,春季南風(fēng)大而多,降水稀少,空氣干燥;夏季溫度高,雨量大,雨熱同步;秋季溫和涼爽,降水減少;冬季寒冷干燥,雨雪稀少,常有寒流侵襲。這種氣候?qū)傩院退臍庀筇卣餍纬闪?“春季易旱、夏季易澇、晚秋又旱”的自然特點。降水時空分布不均,空間上自東南向西北依次遞減,時間上年際與年內(nèi)變化很大,全市多年平均(1954—2010年)降水量559.7mm,最大為 926.1mm(1964年),最小為 307.0mm(2002 年)。全市多年平均水面蒸發(fā)量927.0mm,單站最大年蒸發(fā)量1320mm,最小年蒸發(fā)量661mm。
聊城市在2011年前設(shè)雨量站38處,2011年增至94處,較均勻分布,站網(wǎng)平均密度為91.4km2/站,大于國際氣象組織雨量站密度最稀不得低于100km2/站的要求。94處雨量站均配備了報訊數(shù)傳儀或固態(tài)存儲,其中常年站24處,汛期站70處。
1)從聊城市各雨量站歷年平均年降水量等值線圖可看出:歷年平均降水量由東南向西北遞減,聊城市中部、東部、南部地區(qū)年降水量較為充沛,年降水量比西部和北部多了50.0mm左右。東南部不僅地勢低,且靠近黃河,地下水較為充沛,灌溉條件便利,水環(huán)境較好。西部則恰恰相反。
2)從聊城市各雨量站最大1日皮爾遜Ⅲ型曲線計算50年一遇雨量設(shè)計值等值線圖中看出,聊城市中部、西北部的暴雨強度要明顯高于東部、東南、東北部的降雨強度。2010年10·8暴雨主要分布在高唐、茌平、東阿、東昌府區(qū)一帶,在聊城市的中、東南、東北部;2012年12·7暴雨主要分布在高唐、茌平一帶,在聊城市的東部和東北部,兩次暴雨均在空間分布、雨量、雨強上存在明顯變化。
3)聊城市雖位于魯西平原區(qū),地形地貌較為一致,但降雨有時強度大、歷時短、且時空分布極不均衡,僅從近幾年的降雨情況可明顯看出這一特點。
2010-06-30北館陶雨量站日降水量227.5mm,為50年一遇。而16km之遙的南陶站只有128.5mm,其他臨站冠縣站、柳林站只有93.5mm和101.5mm。
2010-08-10樂平鋪雨量站日降水量301.0mm,為200年一遇。而16km之遙的臨站茌平站、東阿站只有174.5mm、161.5mm。
2011-08-23冠縣雨量站日降水量20.0mm,和它最近的距離均為12km左右的臨站斜店站、店子站、賈鎮(zhèn)站均無降水。
分別選取8處、38處、94處雨量站2011年資料做為分析標(biāo)本,n處雨量站在分布上均為均勻分布。隨機抽樣2011年10d與汛期各月降雨資料作為分析標(biāo)本。
1)平均值:隨著站網(wǎng)密度的增加,雨量平均值呈減少趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看,大部分時段的平均值有這種趨勢。
2)最大值:隨著站網(wǎng)密度的增加,雨量最大值呈增大趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看,大部分時段的最大值均有這種趨勢。
3)最小值:隨著站網(wǎng)密度的增加,雨量最小值呈減小趨勢。從隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計中看,大部分時段的最小值均有這種趨勢。
4)標(biāo)準(zhǔn)偏差:標(biāo)準(zhǔn)偏差是一種量度數(shù)據(jù)分布的分散程度之標(biāo)準(zhǔn),用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小,這些值偏離平均值就越少,反之亦然。通過標(biāo)準(zhǔn)偏差計算,可粗略分析不同雨量站網(wǎng)密度下雨量平均值的代表性,以及反映不同時段各雨量站降水?dāng)?shù)據(jù)的離散程度。
通過對隨機抽樣聊城市2011年10d降雨中和月雨量統(tǒng)計的分析中發(fā)現(xiàn),隨著站網(wǎng)密度的增加,標(biāo)準(zhǔn)偏差呈減少趨勢。這說明站網(wǎng)密度越大,其雨量平均值的代表性越強。
1)聊城市雖位于魯西平原區(qū),地形地貌較為一致,但降雨有時強度大、歷時短、時空分布極不均衡,高密度雨量站網(wǎng)對于決策防洪提供優(yōu)質(zhì)、高效的水文信息有著重要意義。
2)在全球性的氣候異常大環(huán)境下,聊城市未來降雨趨勢在區(qū)域、時間分布上愈發(fā)不規(guī)則。較高密度的雨量站網(wǎng)可更加及時有效地反映聊城市降雨分布的真實情況,有效地完成汛情、災(zāi)情信息檢測,能提供全面、及時的水情信息服務(wù),使防洪決策更加科學(xué)合理,最大限度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失,進(jìn)一步提高水文服務(wù)質(zhì)量。
3)21世紀(jì),國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對防洪、水資源、生態(tài)環(huán)境的要求越來越高,對增強防災(zāi)減災(zāi)能力要求越來越迫切。較高密度的雨量站網(wǎng)可為全市及各區(qū)、縣政府防汛抗旱決策提供更深入、更精細(xì)、更準(zhǔn)確、更及時的水文信息服務(wù)。