姜 蕓

(新疆昌吉水文水資源勘測(cè)局，新疆昌吉831100)

地表水資源評(píng)價(jià)中降水量分析在昌吉市區(qū)域的應(yīng)用

姜 蕓

(新疆昌吉水文水資源勘測(cè)局，新疆昌吉831100)

以昌吉市為研究對(duì)象，采用可靠長(zhǎng)系列資料，用地表水資源評(píng)價(jià)方法對(duì)昌吉市地區(qū)進(jìn)行降水量的分析，得到降水量年內(nèi)分配和面雨量分布等評(píng)價(jià)成果，提出研究區(qū)內(nèi)降水量的時(shí)空分布特征及降水量豐枯水年的界定量值，旨在為研究區(qū)未來(lái)的水資源合理規(guī)劃及優(yōu)化配置提供一定的決策參考。

降水量;系列代表性;時(shí)空分布;豐枯分析;昌吉市

1 城市基本情況

昌吉市是昌吉回族自治州首府所在地，位于天山北坡中段、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，南北長(zhǎng)260 km，東西寬30 km，整體地形由南到北呈狹長(zhǎng)帶狀分布。從河源至河道下游，大致可以分為山地—丘陵—沖積扇—沖洪積平原四個(gè)地貌帶。全市轄區(qū)總面積8 215.1 km2，年降水總量為 17.53×108m3，多年平均徑流量為5.82×108m3。昌吉市地域內(nèi)有冰川113條，冰川面積32.6 km2，冰川儲(chǔ)量1.0 307 km3。昌吉市境內(nèi)主要有兩條河流，三屯河、頭屯河均發(fā)源于天山北坡中段天格爾峰(其中頭屯河為界河)。降水量的地區(qū)分布為:南部山區(qū)多于中部平原，而中部平原又多于北部沙漠。碾盤莊站多年平均點(diǎn)降水量為271.0 mm，制材廠(五)站多年平均點(diǎn)降水量為368.4 mm，平原區(qū)昌吉(氣)多年平均點(diǎn)降水量為194.8 mm。反映了隨地面海拔高度的降低，降水量由大變小的垂直地帶分布規(guī)律。

2 降水量計(jì)算依據(jù)與方法

以昌吉市轄區(qū)內(nèi)的2個(gè)國(guó)家級(jí)水文站(碾盤莊站、制材廠站)和1個(gè)氣象站(昌吉市(氣)站為代表站，借用選用的3個(gè)參證站多年平均降水量系列(1956—2009年)資料做該地區(qū)降水量的分析計(jì)算。為估算分區(qū)降水量，依據(jù)現(xiàn)有資料，參考以往成果，結(jié)合冰川分布，參照新疆1956—2000年多年平均年降水深等值線圖，繪制昌吉市1956—2009年多年平均年降水深等值線圖。各分區(qū)多年平均年降水量采用等值線圖量算。

2.1 降水量系列代表性分析

根據(jù)氣候因素的相似性和一致性，按地理位置大致分區(qū)并挑選參證站。在各分區(qū)內(nèi)選用資料系列長(zhǎng)的站(有短缺資料的站，已對(duì)年降水量的進(jìn)行了相關(guān)插補(bǔ))作為區(qū)域代表站。

現(xiàn)在用模比系數(shù)差積曲線分析系列代表性，年降水量模比系數(shù)差積曲線分析反映了年降水量豐、平、枯周期的變化過(guò)程。曲線上升表示多雨時(shí)期，曲線下降表示少雨時(shí)期，見圖1所示。由圖1可見，該系列包含了完整的豐水期、平水期、枯水期變化過(guò)程，說(shuō)明該降水量系列具有一定的代表性［1］。

圖1 昌吉市(氣)站降水量模比系數(shù)差積曲線圖

2.2 統(tǒng)計(jì)參數(shù)的分析確定

2.2.1 均值的確定

對(duì)經(jīng)插補(bǔ)展延的選用站年降水量系列均值一律采用算術(shù)平均值，適線時(shí)不作調(diào)整。

2.2.2 Cv及Cs/Cv值的確定

Cv值的確定首先采用矩法初步估算，然后用適線法調(diào)整確定以減小抽樣誤差。單站適線時(shí)盡可能照顧全部點(diǎn)據(jù)，當(dāng)適線困難時(shí)，主要考慮使中、下部點(diǎn)據(jù)擬合較好。偏差系數(shù)Cs采用Cs/Cv的倍比關(guān)系確定。經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式，理論頻率曲線采用P-Ⅲ型分布，見圖2所示。

圖2 昌吉市(氣)多年平均降水量頻率曲線圖

2.3 分區(qū)降水量

2.3.1 分區(qū)降水量的量算

各分區(qū)降水量以等值線法進(jìn)行量算。即以昌吉市1956—2009年平均年降水量等值線圖與昌吉市水資源與行政分區(qū)圖進(jìn)行疊加，量算出各分區(qū)多年平均降水量，見表1。

表1 昌吉市水資源計(jì)算分區(qū)降水量成果表

2.3.2 分區(qū)不同頻率年降水量成果

采用本區(qū)域及相鄰區(qū)域內(nèi)的雨量站資料，依據(jù)各分區(qū)年降水量系列進(jìn)行頻率分析計(jì)算，求得昌吉市不同頻率的年降水量。各分區(qū)不同頻率年降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)見表2。

表2 昌吉市水資源計(jì)算分區(qū)不同頻率年降水量成果表

2.3.3 代表站典型年月年降水量分配計(jì)算

對(duì)昌吉市不同保證率月年降水量用同倍比縮放，即可得到昌吉市不同保證率及多年平均年降水量月分配過(guò)程，成果見3。

2.3.4 分區(qū)降水量系列的推求

將各分區(qū)圖和選用雨量站分布圖重疊在一起，利用選用雨量站逐年降水量系列，采用距離權(quán)網(wǎng)格法，以1956—2009年年平均降水量等值線量算的面降水量值作為控制，得到各分區(qū)及流域1956—2009年逐年降水量系列，見表4。

表3 昌吉市不同保證率及多年平均降水量月分配表 mm

表4 昌吉市評(píng)價(jià)區(qū)各分區(qū)降水量成果表 mm

3 降水量的時(shí)間分布

3.1 降水量的年內(nèi)分配

昌吉市連續(xù)最大4個(gè)月降水量，發(fā)生于4—7月，約占年降水量的47.6%，最大降水月發(fā)生于5月，約占年降水量的12.6%，最小降水月發(fā)生于1月，不足年降水量的4%，年內(nèi)降水量最大月與最小月相差較大。一年四季中，降水量最大為夏季，占年降水量32.7%;其次為春季，占年降水量30.9%;秋季少于春季，占年降水量23.4%;冬季最少，僅占年降水量13%，說(shuō)明本評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)降水主要集中于春、夏、秋三季，冬季降水量較小，評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)降水量年內(nèi)變化較大，降水量的年內(nèi)分配極不均勻。成果見表5。

3.2 降水量的年際變化

昌吉市(氣)最大年降水量與最小年降水量的比值為2.4，變差系數(shù)Cv在0.24。說(shuō)明降水量年際變化不大，降水量年降變化特征詳見表6。

表5 昌吉市降水選用站降水量四季分配百分率表

表6 昌吉市降水量年際變化特征表

4 降水量的豐枯年分析

以昌吉市(氣)為昌吉市平原區(qū)區(qū)域代表站，以該站1956—2009年降水系列作 p=37.5%、p=62.5%的設(shè)計(jì)頻率，以 p＜37.5%、37.5%≤p≤62.5%、p＞62.5%作為年降水量的豐、平、枯水年區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，率定出昌吉市平原區(qū)年降水量＞203.3 mm的年份為豐水年份;年降水量在175.6～203.3 mm的年份為平水年份;年降水量＜175.6 mm的年份為枯水年份。

5 結(jié)論

昌吉市轄區(qū)總面積8 215.1 km2，年降水總量為549.3 mm，折合17.53×108m3，降水量空間分布為山區(qū)多于平原，平原多于荒漠。降水量時(shí)間分布為年內(nèi)分配極不均勻，年內(nèi)變化較大;降水量的年際變化不大。昌吉市平原區(qū)降水量豐枯水年的界定量值率定為:年降水量＞203.3 mm的年份為豐水年份，年降水量＜175.6 mm的年份為枯水年份。

［1］賴習(xí)知.沙坪站年降水量統(tǒng)計(jì)分析［J］.廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(04):62-65.

Application Analysis of Precipitation for Surface Water Resources Evaluation in Changji Area

JIANG Yun
(Xinjiang Changji Hydrology ＆ Water Resources Bureau，Changji 831100，China)

Taking Changji city as the research object，using reliable long series data，precipitation is analyzed by surface water resources evaluation method of in Changji City area，evaluation results of rainfall distribution in a year and areal rainfall distribution are obtained，providing the temporal and spatial distribution of precipitation and precipitation quantitative value in dry years and high flow years，so as to provide decision-making reference for future reasonable water resources planning and optimization configuration in the study area.

precipitation;representative;temporaland spatialdistribution ofrunoffanalysis;Changji City

P333

B

1007-7596(2014)07-0039-03

2013-12-12

姜蕓(1970-)，女，甘肅張掖人，工程師，從事水文水資源研究工作。