渠江流域降水时空分布特征

第36卷第2期2022年4月
水土保持学报
J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n
V o l .36N o .2
A p
r .,2022
收稿日期:2021-08-14 资助项目:国家重点研发计划项目(2017Y F C 0505501);重庆市科技兴林项目(渝林科研2020-10
) 第一作者:孟泽坤(1998 ),女,硕士研究生,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究㊂E -m a i l :1052149897@q q .c o m 通信作者:王彬(1983 ),男,副教授,博士生导师,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究㊂E -m a i l :w a n g b i n 1836@b j
f u .e d u .c n 渠江流域降水时空分布特征
孟泽坤,王彬
(北京林业大学水土保持学院,重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站,北京100083)摘要:基于1961 2020年渠江流域13个气象站点降水数据,运用累积距平㊁M a n n -K e n d a l l 检验㊁小波分析和K r i g i n g 插值等方法研究分析了流域降水量及暴雨事件的时空分布特征㊂结果表明:渠江流域60年年均降水量1126.17mm ,年降水量整体呈缓慢上升趋势,降水倾向率为6.9mm /10a
㊂年降水量波动剧烈,存在27年㊁15年的周期性变化㊂年均降水量呈现由西部向东北部递增的趋势,降水量高值区位于流域东北部万源地区,低值区位于西部巴中地区㊂年降水量倾向率呈现由西北部向东南部递增的趋势,东部及南部降水倾向率为10~15mm /10a ㊂渠江流域降水呈季节性变化,春季㊁秋季降水量呈下降趋势,夏季㊁冬季降水量呈上升趋势㊂5年滑动平均数据表明,夏季降水倾向率为16.9mm /10a ,秋季降水倾向率为-7.7mm /10a ㊂季节降水量波动明显,突变点较多,春㊁夏㊁秋季突变点主要集中于1961 1980年和2010 2020年间,冬季突变点集中于1985 2005年间㊂渠江流域春㊁夏㊁秋㊁冬四季降水倾向率最高值分别位于流域南部㊁东北部㊁东南部和西部㊂渠江流域汛期暴雨年均日数为4.28日,暴雨日数整体呈上升趋势,60
年内暴雨日数以0.21d /10a 的速率增加㊂汛期暴雨日数年际波动明显,1965年㊁1983年㊁1984年呈显著增加趋势㊂汛期暴雨日数存在14年㊁21年的周期性变化㊂渠江流域多年平均暴雨日数呈现由西南部向东北部递增的趋势,流域南部达川地区的上升趋势最快,较流域整体上升趋势高0.15d /10a ㊂关键词:降水量;暴雨日数;周期性变化;时空分布特征变化;渠江流域中图分类号:P 467 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)02-0209-10
D O I :10.13870/j
.c n k i .s t b c x b .2022.02.027S p a t i o -t e m p o r a lH e t e r o g e n e i t y o fP r e c i p i t a t i o nV a r i a t i o n s i n Q u j i a n g B
a s i n M E N GZ e k u n ,WA N GB i n
(S c h o o l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,B e i j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y ,T h r e e -g o r g
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a s i n f r o m1961t o2020,t h i s s t u d y u s e d c u m u l a t i v e a n o m a l y ,M a n n -K e n d a l l t e s t ,w a v e l e t a n a l y s i s ,a n dK r i g i n g i n t e r p o l a t i o nm e t h o d s t o a n a l y z e s p a t i o -t e m p o r a lc h a r a c t e r i s t i c so f p r e c i p
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i t a t i o n i n c r e a s e d f r o mt h ew e s t t o t h e n o r t h e a s t .T h e a r e a w i t hh i g h p r e c i p i t a t i o nw a s l o c a t e d i n t h eW a n y u a n a r e a i n t h e n o r t h e a s t o f t h e b a s i n ,w h i l e t h e a r e aw i t h l o w p r e c i p i t a t i o ni n t h e w e s t e r n B a z h o n g a r e a .T h e a n n u a l p r e c i p i t a t i o n t e n d e n c y r
a t ei n c r e a s e d f r o m t h e n o r t h w e s t t o t h e s o u t h e a s t ,a n d t h e p r e c i p i t a t i o n t e n d e n c y r
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o n c e n t r a t e d i n1961 1980a n d2010 2020,a n d t h em u t a t i o n p o i n t s i nw i n t e r c o n c e n t r a t e d i n1985 2005.T h eh i g h e s t p r e c i p
i t a t i o n t e n d e n c y r a t e s i n s p r i n g ,s u mm e r ,a u t u m n ,a n dw i n t e rw e r e i n t h e s o u t h ,n o r t h e a s t ,s o u t h e a s t a n dw e s t o f t h eb a s i n r e s p e c t i v e l y .H e a v y r a i n s t o r md a y s i n t h eQ u j i a n g b a s i nd u r i n g t h e f l o o d s e a s o n a v e r a g e d 4.28d a y s p e r y e a r ,s h o w i n g a nu p w a r dt r e n d w i t har a t eo f0.21d /10a i nt h es t u d i e d60y e a r s .D u r i n g t
h ef l o o d
s e a s o n,i t f l u c t u a t e ds i g n i f i c a n t l y,a n dt h e r ew a sas i g n i f i c a n t i n c r e a s et e n d e n c y i n1965,1983a n d1984.
H e a v y r a i n s t o r md a y s i n t h e f l o o d s e a s o n h a d t h e p e r i o d i c c h a n g e s o f14a a n d21a.T h em u l t i-y e a r a v e r a g e o f h e a v y r a i n s t o r md a y s s h o w e d a n i n c r e a s i n g t r e n d f r o mt h e s o u t h w e s t t o t h en o r t h e a s t.T h eu p w a r d t r e n d i n t h e s o u t h e r n p a r t o f t h eb a s i n-D a c h u a na r e aw a s t h e f a s t e s t,w h i c hw a s0.15d/10ah i g h e r t h a n t h e a v e r a g e u p w a r d t r e n do f t h ew h o l eb a s i n.
K e y w o r d s:p r e c i p i t a t i o n;h e a v y r a i n s t o r md a y s;p e r i o d i c a l c h a n g e;s p a t i o-t e m p o r a l v a r i a t i o n s;Q u j i a n g B a s i n
近年来,在全球气候变化背景下,降水时空分布更加不均匀,极端天气事件明显增多[1-2],旱涝灾害频发,针对降雨时空变异性的研究逐渐成为研究热点[3]㊂我国位于欧亚大陆东部,东临西太平洋,海陆热力差异明显,季风气候是主要的气候特征之一,降水等气象要素存在明显的时空变异性㊂渠江流域是长江上游水系含沙量最大的河流 嘉陵江左岸的最大支流,流域降水量受季风的影响表现出明显的季节性差异,同时受地形㊁地貌㊁土壤㊁地质等条件的影响,该流域气象水文要素空间特征差异大[4],水土流失严重,径流含沙量高㊂近年来,渠江流域洪水灾害频发㊂2011年 9㊃18 暴雨洪灾中,渠江流域发生了历史上最大洪水,经济损失高达141亿元㊂2021年7月,强降雨导致渠江流域部分中小河流发生超警戒超保证洪水,渠江干流三汇站洪峰流量接近历史峰值,人民生命财产安全受到严重威胁㊂此外,长江流域中三峡水系㊁洞庭湖水系㊁鄱阳湖水系等34条河流形势也非常严峻㊂因此,针对渠江流域降水及暴雨事件的时空分布特征的研究是极有必要的㊂
现有研究[5]表明,嘉陵江流域降水量整体呈下降趋势,但支流渠江流域变化趋势与其相反㊂嘉陵江流域年降水量存在35年和21年的周期性变化[6],各季节降雨量存在很大的差异,夏季和冬季降水量增加,春季降水量呈微弱减少趋势,秋季降水量显著减少[7]㊂渠江流域位于嘉陵江流域东南部,年均降水量较大,夏季降水量增加趋势最显著[8]㊂此外,杜华明等[7]对嘉陵江流域的研究表明,年平均暴雨日数与年平均降水量存在显著正相关关系,相关系数为0.84 (p<0.01),年平均降水量的多少是影响年平均暴雨出现日数的重要因素;罗玉等[9]研究发现,2005年开始四川盆地的极端日降水事件明显增多;符艳红等[10]研究指出,嘉陵江流域东南部 渠江流域降水日数最多;袁梦等[11]对渠江流域1970 2012年降水资料分析研究得出,渠江流域汛期降水量增大,暴雨频率增加,降水趋于极端的结论㊂
现有的研究多是对嘉陵江流域进行整体的研究,针对渠江流域的深入研究较少,且渠江流域位于嘉陵江流域东部,受季风影响更为明显,其降水量在时间和空间上的表现与嘉陵江整体趋势存在差异㊂因此,本文从年㊁季节2个尺度对渠江流域的降水量进行时空分布特征研究,以期揭示渠江流域降水时空分异规律,并对渠江流域汛期暴雨事件的时空分布特征进行了研究,为该地区乃至长江流域季风气候区防范全球气候变化影响下的洪涝灾害提供理论依据㊂
1流域概况
渠江是长江支流嘉陵江左岸最大的支流,流经四川㊁陕西㊁重庆㊂流域地跨东经106ʎ28' 109ʎ00',北纬30ʎ00' 32ʎ48',面积3.7万k m2㊂渠江流域地势北部高南部低,海拔178~2669m㊂土壤类型以棕壤㊁黄棕壤㊁紫色土为主[4]㊂渠江流域属于亚热带湿润季风气候,气候温和㊁雨量充沛,平均降水量变化于785.65~1737.01mm㊂受季风性气候的影响,流域降水量年内分布不均,多集中在5 9月,约占全年降水量的63%㊂
图1研究区域及气象站点分布位置
2材料与方法
2.1数据资料
本研究收集整理了渠江流域内部及外缘共13个基本站点的气象数据,数据来源于中国气象数据网(h t t p://d a t a.c m a.c n/)㊂其中,流域内部气象站点3
012水土保持学报第36卷
个,外缘补充站点10个(表1)㊂达川站㊁巴中站㊁万源站㊁高坪站㊁阆中站㊁广元站6个站点数据资料为1961 2020年逐日降雨量,万州站㊁沙坪坝站㊁安康站㊁石泉站㊁汉中站㊁略阳站㊁佛坪站7个站点数据资料为1961 2020年逐月降雨量㊂
本文根据气象统计法划分各季节,春㊁夏㊁秋㊁冬4个季节分别为3 5月㊁6 8月㊁9 11月㊁12月至翌年2月㊂文中的汛期均指各年5 9月㊂本文将一日内24h累计降水量ȡ50mm记为1个暴雨日[12]㊂
表1气象站基本情况
站点名称所处位置经度纬度海拔/m 达川站流域内部107ʎ30'E31ʎ12'N344巴中站流域内部106ʎ46'E31ʎ52'N419万源站流域内部108ʎ02'E32ʎ04'N675高坪站流域外部106ʎ06'E30ʎ47'N311阆中站流域外部105ʎ58'E31ʎ35'N385广元站流域外部105ʎ51'E32ʎ26'N513万州站流域外部108ʎ24'E30ʎ46'N188沙坪坝站流域外部106ʎ28'E29ʎ35'N259安康站流域外部109ʎ02'E32ʎ43'N291石泉站流域外部108ʎ16'E33ʎ03'N485汉中站流域外部107ʎ02'E33ʎ04'N510略阳站流域外部106ʎ09'E33ʎ19'N797佛坪站流域外部107ʎ59'E33ʎ31'N827 2.2分析方法
2.2.1降水倾向率流域降水的倾向率采用一次线性方程式表示[13]:
Y=s t+y(t=1,2, ,n)(1)式中:Y为降水量(mm);t为时间(a);y为常数项;s 为线性趋势的斜率㊂
2.2.2 K r i g i n g空间插值法采用较其他传统方法更为可靠和精确的K r i g i n g空间插值法[14-17],依据协方差函数进行空间建模和插值,基于区域样本点的实测数据,根据待估点邻域样本点的空间位置关系,对待估点进行无偏最优估计㊂本研究采用普通克里金法,选用球面模型作为变异函数理论模型,对降雨数据进行插值计算㊂
P(x0)=ðn i=1ωi P(x i)(2)式中:P(x0)为x0点处雨量估计值(mm);P(x i)为站点i的实测雨量(mm);ωi为站点i的权重;n为雨量站数量㊂
2.2.3累积距平法距平是指某时段的要素值与同一时段该要素平均值的差值,距平值可以直观地反映出序列的变化情况[18]㊂当累积距平曲线呈上升趋势时,表示序列距平值增加,序列呈增加趋势;当累积距平曲线呈下降趋势时,表示序列距平值减小,序列呈下降趋势㊂对于时间序列x,累积距平可表示为:
L P=ðn k=0(x k-x)(3)式中:k为年份;x i为k年降雨量(mm);x为n年平均降雨量(mm),n为年数㊂
2.2.4 M a n n-K e n d a l l趋势检验法M a n n-K e n d a l l 方法是一种非参数统计检验方法,可用于不符合正态分布特征的时间序列数据的长期趋势分析㊂该方法计算过程简单,检测范围宽,干扰度小,应用范围广,具体计算方法见参考文献[19]㊂
2.2.4 W a v e l e t分析小波(W a v e l e t)分析是在傅里叶(F o u r i e r)分析基础上发展而来的[20-22]㊂本文使用M o r l e t小波函数对序列的变化趋势进行分析㊂
φ(t)=e e c t-t22(4)式中:c为常数;e为虚数;t为时间(a)㊂
对于时间序列,其连续小波变换为:
W f(g,h)=g-12ʏ+¥-¥f(t)φ(t-h g)d t(5)式中:φ(t)为φ(t)的复共轭函数;W f(g,h)为小波变换系数;g为尺度参数;h为平移量㊂本文选择小波函数类型c m o r(1~1.5),取样周期为1,最大尺度为32㊂
为了判断序列的主要周期,进行小波方差计算,即将小波系数的平方值在h域积分,其计算公式为: W f(g)=ʏ+¥-¥W f(g,h)2d h(6)小波方差随g的变化过程即为小波方差图,对应峰值处的尺度称为该序列的主要时间尺度,曲线最高点所对应的时间尺度为第1主周期㊂
3结果与分析
3.1年尺度降雨量时空分布特征
3.1.1年尺度降雨时间变化特征渠江流域近60年平均降水量为1126.17m m,年均降水量为785.65~ 1737.01mm,年降水量最大值与最小值分别出现在1983年和2001年㊂流域年降水量整体呈增加趋势,趋势方程为y=0.69x-251.38,年降水量以6.9 mm/10a的速率增加,60年增长量为41.40mm,增加趋势不显著㊂滑动平均处理后,年降水量增加趋势减弱,倾向率为3.3mm/10a,60年增长量为19.8 mm(图2)㊂1980 1985年渠江流域年降水量呈大幅增加趋势,1992 2003年,年降水量呈大幅减少趋势,其他年代波动趋势较缓,这与段文明等[8]对嘉陵江1960 2009年降水量的研究结论一致㊂近60年渠江流域年降水量波动趋势明显,年降水量距平值呈正负值交替变化,降水偏多年28年,偏少年32年,整体呈上升趋势㊂
对渠江流域年降水量进行M K突变检验, U F㊁U B均在U0.05水平线内,年际变化趋势不明显
112
第2期孟泽坤等:渠江流域降水时空分布特征
(图3)㊂1963 1977年㊁1981 1992年㊁2010 2020年,U F>0,降水量在这3个阶段呈上升趋势㊂1978 1980年㊁1993 2009年,U F<0,降水量呈下降趋势㊂在0.05的置信区间内,U F㊁U B2条曲线交点较多,分别为1963年㊁1970年㊁1971年㊁1976年㊁1980年㊁1983年㊁2003年㊁2015年和2018年,表明渠江流域年降水存在多个突变点,波动剧烈㊂1984 2004年,U F和U B曲线无交点,渠江流域年降水量变化趋势比较稳定,无较大波动,这与杜华明等[7]在嘉陵江流域所得结论相似㊂
图21961-2020年渠江年降水量变化情况
图31961-2020渠江流域降水量M-K突变检验1961 2020年渠江流域年降水存在多个振荡中心,主振荡周期分别是27年㊁15年和7年㊂小波方差在27年左右达到最大值,27年是其第1主周期㊂在27年尺度上,年降水量呈现 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 波动变化㊂15年尺度上,年降水量呈现 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 12次交替(图4)㊂
3.1.2年尺度降雨空间变化特征渠江流域多年平均降水量存在明显的空间变异性,呈现由西部向东北部递增的趋势(图5),最高降水量位于东北部万源地区,多年平均降水量为1230~1250m m㊂降水量最小值位于流域西部巴中地区,多年平均降水量为1130~1150 m m,低于最高多年平均降水量8.00%~8.13%㊂渠江流域地处四川盆地东缘,地势东北高西南低,受地势抬升和山脉的阻挡,东南季风裹挟的大量水汽集中在流域东南部,形成地形雨,致使渠江流域东部㊁南部降水较为丰沛,西北部降水量较少[10,23]㊂
渠江流域年降水量变化倾向率也存在明显的空间差异㊂多年平均降水倾向率呈由西北部向东南部递增的趋势,倾向率为正值的区域居多,即渠江流域整体年降水呈增加趋势,东部及南部增加趋势较快,年降水倾向率为10~15mm/10a,60年降水量增长60~90mm㊂西北部降水倾向率<-5 mm/10a,60年降水量减少30~60mm㊂在全球气候变暖背景下,极端强降水事件频发,渠江流域暴雨频率增加可能是引起流域东部降水量增加的原因之一[11,21]㊂
3.2季节尺度降水时空分布特征
渠江流域处于亚热带季风气候区,降水季节间差异较大㊂在季节尺度上量化降水的时空分布特征,有助于细化分析渠江流域降水时空分异规律,区分流域内部各季节降水量分布重点区域㊂
3.2.1季节尺度降水量的时间变化特征 1961 2020年渠江流域各季节多年平均降水量分别为春季257.23mm,夏季530.46mm,秋季321.38mm,冬季38.59mm,各季节降水量呈波动变化㊂春季降水量随年份增加呈下降趋势,趋势不显著,倾向率为-
4.1 m m/10a,60年降水量减少24.6m m;夏季降水量呈上升趋势,倾向率为16.9m m/10a,60年增加101.4m m;秋季降水量呈下降趋势,倾向率为-7m m/10a,60年减少42m m;冬季降水量呈增加趋势,倾向率为0.78m m/ 10a,60年减少4.68m m(图6)㊂5年滑动平均处理后,春㊁夏㊁冬季降水量变化趋势均有所减缓(图7)㊂其中,夏季降水量上升趋势显著,倾向率为14.1m m/10a(p< 0.05),较处理前减少2.8m m/10a;秋季降水量下降趋势增强,倾向率为-7.7mm/10a(p<0.05)㊂
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图4降水量M o r l e t 小波变换实部时频分布与小波方差图560年平均降水量与年降水量倾向率分布
图6各季节降水量年际变化312
第2期孟泽坤等:渠江流域降水时空分布特征
图75年滑动平均处理后季节降水量变化趋势
渠江流域春季降水量在1961 1979年间呈上升趋势,1980后主要呈下降趋势(图8),U F㊁U B均在U0.05水平线内,年际变化趋势不明显㊂1975 2005年间,无突变点,突变点集中在1961 1975年和近15年间㊂夏季降水量除1970年㊁1972年和1973年外,皆呈上升趋势, 1982 1997年㊁2010 2015年上升趋势尤为显著(p< 0.05),1961 1970年突变点较多,但近15年仅有2016年发生了突变㊂渠江流域秋季降水量在1977 2010年区间内呈下降趋势,1997 2003年,下降趋势最为显著(p<0.05),突变发生情况同春季相似㊂冬季降水量在上世纪90年代前主要呈下降趋势,90年代后主要呈上升趋势㊂上世纪90年代由于西太平洋副热带高压的增强[10],渠江流域的年降水量整体呈减少趋势,但由于流域处于亚热带季风气候区,季节间差异较大,各季节降水量趋势各异㊂出现春季和秋季降水量减少,夏季和冬季降水增加的现象㊂
图81961-2020年各季节降水量M-K检验
3.2.2不同季节降水量的空间分布特征渠江流域各季节多年平均降水量差别较大,存在明显的空间差异㊂春季多年平均降水量呈现由西北部向东南部递增的趋势(图9),流域东南部达川地区降水量为305~ 320m m,西部巴中地区春季多年平均降水量为230~260 m m㊂流域东部受季风影响大,夏季㊁秋季降水量相对较
412水土保持学报第36卷
高,两季多年平均降水量的空间分布情况相似,都呈由
流域北部向流域南部递减的趋势㊂夏季㊁秋季多年平均
降雨量最低值均出现在流域南部达川地区,夏季降水
量为515~530mm,秋季降水量为310~320mm㊂流域东北部万源地区夏季和秋季降水量最多,夏季降
水量在600mm左右,秋季降水量在350mm左右㊂冬季多年平均降水量呈由东北部向南部递增的趋势,平均降水量为38.35mm,南部达川地区雨量较多,高于平均水平14.73%~25.16%㊂春季和冬季,渠江流域受季风的影响较小,雨量高值区由海拔较高的流域东北部向海拔较低的流域南部移动,形成春㊁冬季与夏㊁秋季降水量相异的分布格局㊂
图91961-2020年各季节多年平均降水量分布
渠江流域春季降水倾向率整体呈下降趋势,流域东部下降趋势最快(图10),降水倾向率在-7.5~ -5.5mm/10a,流域东部60年降水量减少33~45 mm㊂夏季降水量呈上升趋势,倾向率的空间分布情况与降水量的分布情况相似,流域北部上升趋势最显著,降水倾向率在18~23mm/10a,60年降水量增加108~138mm㊂秋季降水整体呈下降趋势,降水倾向率以巴中地区为负值中心和达川地区为正值中心辐射分布㊂流域西部巴中地区降水倾向率-17.5~-14mm/10a,60年降水量减少84~105 mm,东南部达川地区秋季降水量以0~3.5mm/10a
的趋势缓慢增加㊂冬季降水量整体上升趋势在0.3~ 1.5mm/10a,增长趋势缓慢,流域东南部达川地区上升趋势最缓㊂
图1060年季节降水倾向率分布
3.3汛期暴雨事件时空分布特征
3.3.1暴雨天数年际变化特征60年间,渠江流域汛期暴雨日数平均为
4.28日,暴雨日数介于1.05~ 8.49天㊂暴雨日数整体呈增加趋势,暴雨日数以0.21 d/10a的速率增加,增加趋势不显著㊂滑动平均处理后,暴雨日数的增加趋势稍有减弱,倾向率为0.17 d/10a(图11)㊂
1961 2020年渠江流域汛期暴雨日数波动明显,其中1961年暴雨日数最少为1.05天,1983年暴雨日数达到60年最大值8.49天㊂1961 2010年,暴雨日数累积距平值为负值,2002年后累积距平值上升趋势,在-2~3浮动㊂其中,1979 1985年㊁2003 2015年暴雨日数明显偏多,这与袁梦等[11]所得2003 2012年渠江流域暴雨发生频率及汛期最大雨强增大的结论相匹配㊂
渠江流域汛期暴雨日数年际变化呈不显著的缓慢上升趋势(图12)㊂汛期暴雨日数增加的趋势与渠江流域夏季降水量增加相匹配,同时与嘉陵江流域的变化趋势一致㊂1965年㊁1983年和1984年暴雨日数有增加趋势,2014年有减少趋势(p<0.05)㊂2002
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第2期孟泽坤等:渠江流域降水时空分布特征
2020年,暴雨日数有持续上升趋势㊂在U0.05的置信区间内,U F㊁U B2条曲线交点较多,分别为1962年㊁1970年㊁1971年㊁1972年㊁1977年㊁1988年和1996年,渠江暴雨日数存在多个突变点,波动剧烈㊂
图111961-2020年汛期暴雨日数年际变化与暴雨日数距平变化1961 2020年渠江流域汛期暴雨日数有明显的周期性变化并存在多个振荡中心(图13),主振荡周期分别是14年㊁21年和7年,振荡周期与年降水量变化相似㊂小波方差在14年左右达到最大值,14年是其第1主周期㊂在14年尺度上,暴雨日数呈现 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 14次波动变化㊂21年尺度上,暴雨日数呈现 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 偏少 偏多 9次交替变化㊂
图121961-2020年汛期暴雨日数M-K检验3.3.2暴雨日数空间分布特征渠江流域多年平均暴雨日数呈由西南部向东北部递增的趋势(图14),该趋势与夏季降水量分布趋势相似㊂暴雨日数最大值位在东北部万源地区,多年平均暴雨日数在4.7~ 4.9天㊂暴雨日数最小值位于流域南部达川地区,多年平均暴雨日数在3.7~3.9天㊂
渠江流域内部站点汛期暴雨日数均呈上升趋势,外缘站点广元站呈缓慢下降趋势,趋势不显著㊂呈上升趋势的地区中,流域南部达川地区的上升趋势最快为0.36d/10a,高于流域整体上升趋势0.15d/10a,其他地区上升趋势由快到慢分别是流域西部巴中地区㊁流域东北部万源地区㊁流域外西南部高坪地区㊁流域外西部阆中地区㊂渠江流域暴雨发生频率整体呈上升趋势,南部㊁西部低海拔地区的趋势较为明显㊂虽东北部上升趋势较缓,但是暴雨的主要集中区域,洪涝灾害的防范工作仍需加强㊂
图131961-2020年汛期暴雨日数小波实部与小波方差
612水土保持学报第36卷
图14渠江流域多年平均汛期暴雨日数分布与流域各气象站点汛期暴雨日数变化趋势4结论
(1)渠江流域60年年均降水量为1126.17mm,年降水量整体呈缓慢上升趋势,降水倾向率为6.9 mm/10a,流域年降水量波动剧烈,存在27年㊁15年的周期性变化㊂渠江流域多年平均降水量呈由西部向东北部递增的趋势,降水量高值区位于流域东北部万源地区,低值区位于西部巴中地区㊂年降水量倾向率呈由西北部向东南部递增的趋势,东部及南部降水倾向率为10~15mm/10a㊂
(2)渠江流域降水呈季节性变化,春季㊁秋季降水量呈下降趋势,夏季㊁冬季降水量呈上升趋势㊂5年滑动平均表明,夏季倾向率为16.9m m/10a,秋季降水倾向率为-7.7m m/10a㊂4个季节降水量波动明显,突变点较多,春㊁夏㊁秋季突变点主要集中于1961 1980年和2010 2020年间,冬季突变点集中于1985 2005年间㊂渠江流域春㊁夏㊁秋㊁冬四季降水倾向率最高值分别位于流域南部㊁东北部㊁东南部㊁西部㊂
(3)渠江流域年均汛期暴雨日数为4.28天,暴雨日数整体呈增加趋势,增加速率为0.21d/10a㊂渠江流域汛期暴雨日数波动明显,1965年㊁1983年㊁1984年有显著增加趋势㊂汛期暴雨日数有明显的周期性变化,并存在14年㊁21年多个振荡中心㊂渠江流域多年平均暴雨日数呈由西南部向东北部递增的趋势,流域南部达川地区的上升趋势最快,高于流域整体上升趋势0.15d/10a㊂
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