李 穎

(鐵嶺縣新臺子鎮(zhèn)水利工作站，遼寧 鐵嶺 112611)

1 概述

區(qū)域防護抗旱規(guī)劃的重要參考依據就是對旱澇急轉變化特征進行定量評估[1]。遼寧省屬于我國旱澇急轉特征較為明顯的省份，尤其是在主汛期出現(xiàn)旱澇急轉的頻次較高[2]。我國區(qū)域旱澇急轉變化研究起步較晚，近些年來，逐步成為研究的熱點。趙英[3]基于SWAP和SRI指數對漢江流域的旱澇急轉時空變化特征進行分析，研究表明SWAP和SRI指數均能對旱澇急轉事件作出合理診斷，具有良好的適用性。岳楊[4]基于LDFAL及SDFAL指數對鞍山地區(qū)旱澇急轉時空特征進行分析，研究表明：鞍山地區(qū)短周期由“旱轉澇”向“澇轉旱”急轉變化高指數分布在岫巖一帶。樊華[5]對貴州省1968—2017年旱澇急轉時空演變特征進行分析，研究表明貴州省旱澇急轉發(fā)生時間主要在4—10月，年際變化上，站次比和強度呈增加趨勢。王悅[6]對遼陽地區(qū)1951—2015年夏季旱澇急轉特征進行分析，總體來看，遼陽地區(qū)旱澇急轉現(xiàn)象由旱轉澇趨向澇轉旱為主導，強度呈現(xiàn)微弱的減弱趨勢。楊家偉[7]基于氣象旱澇指數對長江流域旱澇急轉事件進行識別，基于SWAP指數并結合多門檻游程理論的方法能夠比較準確地識別旱澇急轉事件，可進一步應用于旱澇急轉事件的預測及評估。 秦國帥[8]對太子河流域降水及旱澇時空演變特征進行分析，結果表明：太子河流域澇轉旱事件發(fā)生頻率大于旱轉澇事件發(fā)生頻率。岳樹朋[9]對大伙房水庫流域1959—2018年旱澇急轉特征進行評估，結果表明：長、短周期旱澇急轉指數可以很好地反映大伙房水庫流域6—9月旱澇急轉的特征。張玉琴[10]對華南汛期旱澇急轉及其大氣環(huán)流特征進行研究，結果表明：在56 a汛期中共發(fā)生了17次旱澇急轉事件，發(fā)生頻率由1960年代的3次下降到1970年代、1980年代的1次，后迅速增加到1990年代的4次、21世紀初的8次。以上研究成果均表明旱澇急轉評估對于分析區(qū)域的旱澇變化特征具有重要的參考意義。錦州市位于遼寧省西部地區(qū)，夏季由澇轉旱和由旱轉澇特征明顯，為提高錦州市防汛抗旱能力，亟需對其旱澇急轉變化特征進行分析，為此本文結合LDFAL(長周期)和SDFAL(短周期)指數對錦州市旱澇急轉變化特征進行分析，研究成果對錦州市防洪抗旱規(guī)劃具有一定參考價值。

2 旱澇急轉指數計算原理

本文采用LDFAL(長周期)和SDFAL(短周期)指數對錦州市旱澇急轉變化特征進行分析，長周期指數的時間跨度為2個月，短周期指數的時間跨度為1個月，長周期和短周期指數的區(qū)別主要體現(xiàn)在時間跨度，若6—7月長周期指數判定為旱特征，而8—9月長周期指數判定為澇特征，則長周期總體表征為“旱轉澇”，若具有相反特征則判定為“澇轉旱”。年內相鄰月份短周期表征為“旱”，相鄰月份表征為“澇”，則短周期總體表征為“澇轉旱”。在具體計算時，首先對旱澇急轉指數的降水進行標準化計算：

(1)

在降水指數進行標準化計算的基礎上，對錦州市旱澇急轉變化特征的長短周期指數進行計算：

LDFAL=(R89-R67)·(|R67|+|R89|)·

1.9-|R67+R78|

(2)

式中R67為標準化降水量6—7月的計算值，mm；R89為標準化降水量8—9月的計算值，mm；|R67+R89|為旱澇急轉的變化強度計算值；1.9-|R67+R78|為權重系數計算值；權重系數為旱澇急轉長周期比例的增加值；區(qū)域偏旱時降雨距平指數為-0.5，區(qū)域偏澇時降雨距平指數為0.5，嚴重偏澇時降雨距平指數大于1.0，旱澇急轉短周期指數的計算方程為：

SDFAL=(Rj-Ri)·(|Rj-Ri|)·3.1|Rj+Ri|

(3)

式中Rj為標準化降水量第1個月的值，mm；Ri為準化降水量第1個月的值，mm；3.1|Ri+Rj|為系數權重值。

3 結果與討論

3.1 研究區(qū)域概況

錦州位于遼寧的西南部，地理坐標為東經119°37′～121°22′，北緯39°48′～40°10′，區(qū)域位置見圖1所示。地勢特征是西北高，東南低，東北部義縣和北鎮(zhèn)市交界處有醫(yī)巫閭山脈，西北部有松嶺山脈，形成由西北向東南傾斜地勢，依次為低山區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū)。氣候受海洋暖濕氣流的影響，屬暖溫帶半濕潤氣候，年平均氣溫為7.8℃～ 9.0℃，自南向北降低，年平均降水量為567 mm。降水四季分布不均,60%～70%的降水集中在夏季，區(qū)域水資源量小變化大，年徑流量只有30多億m3，多年平均蒸發(fā)量大，高達1 750 mm。春季和秋季較易出現(xiàn)干旱，特殊年份夏季容易出現(xiàn)干旱變化特征。

圖1 研究區(qū)域位置示意

3.2 基于長周期指數的旱澇急轉變化分析

結合錦州地區(qū)1956—2018年標準化降水量，各月降水量統(tǒng)計數據見表1，采用長周期指數對錦州地區(qū)6—7月、8—9月兩個階段的旱澇變化特征進行分析，各階段標準化降水量結果見表2，旱澇急轉變特征分析結果見表3。

表1 1956—2018年各月平均降水量統(tǒng)計 mm

表2 6—7月、8—9月長周期高指數變化分析結果

表3 6—7月、8—9月長周期低指數變化分析結果

從長周期高、低指數分析結果可看出，錦州地區(qū)旱澇急轉時期發(fā)生在8—9月時降水量標準化值較高，而旱澇急轉出現(xiàn)在7—8月時降水量標準化值較低。旱澇急轉長周期高指數在6—7月較小，而進入8—9月后逐步增加，因此,錦州地區(qū)在長周期高指數下“旱轉澇”發(fā)生概率較高。從錦州地區(qū)旱澇急轉長周期低指數變化結果可看出，錦州地區(qū)8—9月降水量標準化值低于6—7月的降水量標準化值。由此可見:錦州地區(qū)典型年份“澇轉旱”特征較為明顯，主要出現(xiàn)在8月和9月。

3.3 基于短周期指數的旱澇急轉變化分析

結合錦州市1960—2018年標準化降水量數據，應用短周期指數對錦州地區(qū)不同類型旱澇急轉變化特征進行分析，結果見表4～7。

表4 澇轉旱典型年短周期指數及其降水量標準化指數

表5 旱轉澇典型年短周期指數及其其降水量標準化指數

表6 8、9月旱轉澇典型年短周期指數及其降水量標準化指數

表7 8、9月澇轉旱典型年短周期指數及其降水量標準化指數

錦州地區(qū)旱澇急轉短周期指數出現(xiàn)明顯的澇轉旱”負值變化，8—9月降水量標準化值低于6—7月的降水量標準化值，“澇轉旱”出現(xiàn)概率較高。從錦州地區(qū)旱轉澇典型年短周期指數及其其降水量標準化指數分析結果可看出，錦州地區(qū)各典型年份“旱轉澇”特征較為明顯。

8—9月的降水量標準化值明顯高于6—7月的降水量標準化值。從錦州地區(qū)8—9月旱轉澇以及澇轉旱典型年份短周期指數變化結果可看出，錦州地區(qū)8月和9月旱澇急轉指數低于6月和7月的旱澇急轉的指數，錦州地區(qū)在6—7月出現(xiàn)澇轉旱”和“旱轉澇”概率較高。在1960—2018年期間，錦州地區(qū)旱澇急轉發(fā)生頻率為52%，旱澇急轉在7—8月頻率達到43%，變化周期均值為9a/次，旱澇急轉在8—9月的變化周期均值為14a/次。

3.4 錦州地區(qū)旱澇急轉變化強度分析結果

結合錦州地區(qū)旱澇急轉長周期和短周期變化分析結果，統(tǒng)計分析了錦州地區(qū)1960—2018年以來旱澇急轉的變化強度，結果見表8。

表8 旱澇急轉變化強度分析結果

從錦州地區(qū)旱澇急轉變化強度分析結果可看出，錦州地區(qū)旱澇急轉的長周期變化強度總體呈現(xiàn)持續(xù)上升的變化，且未來也將呈現(xiàn)持續(xù)上升的變化，這主要是受到氣候變化影響，使得區(qū)域旱澇急轉變化強度變化明顯。錦州地區(qū)6—7月旱澇急轉短周期變化強度呈現(xiàn)持續(xù)下降變化，但這種遞減變化呈現(xiàn)逆持續(xù)變化，通過對錦州地區(qū)典型年份6—7月的旱澇變化特征分析，錦州地區(qū)在6—7月出現(xiàn)旱澇急轉的變化概率較小。而進入7—8月主汛期后錦州地區(qū)旱澇急轉變化強度呈現(xiàn)明顯遞增變化，且具有持續(xù)上升的變化趨勢，屬于錦州地區(qū)旱澇急轉頻發(fā)階段。通過對錦州地區(qū)典型年份分析，進入2000年以來，錦州地區(qū)在8—9月受氣候變化影響旱澇急轉變化強度有所增加，且呈現(xiàn)持續(xù)上升變化趨勢。

4 結語

1) 錦州地區(qū)在長周期高指數下“旱轉澇”發(fā)生概率較高，較為明顯“澇轉旱”特征主要出現(xiàn)在9月。在1960—2018年期間，錦州地區(qū)旱澇急轉短周期發(fā)生頻率為52%，旱澇急轉在7—8月頻率達到43%，變化短周期均值為9 a/次，旱澇急轉在8—9月的變化短周期均值為14 a/次。

2) 錦州地區(qū)在6—7月出現(xiàn)旱澇急轉的變化概率較小。而進入7—8月主汛期后錦州地區(qū)旱澇急轉變化強度呈現(xiàn)明顯遞增變化，且具有持續(xù)上升的變化趨勢，進入2000年以來，受氣候變化影響8—9月旱澇急轉變化強度有所增加，且強度變化趨勢逐步增加。