沂沭河流域主要控制站年降水量系列代表性分析

羅 桃 盧夢雅

沂沭河流域主要控制站年降水量系列代表性分析

羅 桃1，2盧夢雅1

一、引言

年降水量系列代表性，一般指具有一致性和可靠性的年降水量樣本分布對總體分布的代表性。具體分析中，通常將長系列的降水系列看作總體，用它來衡量各個樣本的代表性。降水資料的代表性，直接影響水資源評價的精度。開展沂沭河流域主要控制站年降水量資料代表性分析，為沂沭河流域水資源評價、水資源相關(guān)規(guī)劃提供參考依據(jù)。

二、流域概況

沂河、沭河是縱貫沂蒙山區(qū)的兩條大型山洪河道，自北向南，并駕齊驅(qū)，蜿蜒曲折，經(jīng)魯南流向蘇北，并通過分沂入沭使兩河相連。山東境內(nèi)控制流域面積17253km2，包括臨沂、日照、淄博三市14個縣（區(qū)）。流域多年平均降雨量在850mm左右，時空分布不均，多集中在7～8月份，占全年總量的70%～80%。

三、代表性分析

1.資料選用

本次分析選取葛溝、臨沂、莒縣、大官莊4個主要控制站的年降水量資料，以1960～2016（57）年系列為長系列，計算1971～2016（46）年、1960～1969（20）年、1980～2016（37）年短系列和長系列年降水量的統(tǒng)計參數(shù)均值和變差系數(shù)，通過長短系列參數(shù)對比分析，計算短系列與連續(xù)長系列統(tǒng)計參數(shù)的比值，即代表性模數(shù)（式中，和分別為長短系列降水量平均值，Ccn和CvN分別為長短系列的變差系數(shù)Cv值），對三個短系列的代表性進(jìn)行初步分析與評價。

2.長短系列統(tǒng)計參數(shù)對比分析

根據(jù)葛溝、臨沂、莒縣、大官莊4個主要控制站的長系列年降水資料，選取 1971～2016 年、1960～1979 年、1980～2016年三個統(tǒng)計年限的短系列年降水資料，分別計算年降水量均值和變差系數(shù)CV，通過長短系列參數(shù)對比（見表1），分析各系列的代表性。年降水量均值采用算數(shù)平均值，不進(jìn)行適線調(diào)整；變差系數(shù)Cv采用適線值。適線采用P-Ⅲ型分布，Cs/Cv=2.0。

從表1看出，三個系列中葛溝站和臨沂站1980～2016年系列代表性最好，均值和變差系數(shù)的相對誤差分別是-4.14%、-4%；1960～1979年系列代表性次之。1971～2016年系列代表性最差。莒縣站1971～2016年系列代表性最好，均值和變差系數(shù)的相對誤差分別是-2.7%、4%；1980～2010 年系列代表性次之；1960～2010年代表性最差。大官莊站1971～2016年系列代表性最好，均值和變差系數(shù)相對誤差分別是-2.31%和4.16%。1980～2016年系列代表性次之；1960～1979年系列代表性最差。

3.長短系列不同年型的頻次分析

對不同樣本系列進(jìn)行適線，以長系列的頻率曲線適線成果為準(zhǔn)，按頻率小于12.5%、12.5%～37.5%、37.5%～62.5%、62.5%～87.5%和大于87.5%的年降水量分別劃分為豐水年、偏豐水年、平水年、偏枯水年和枯水年5種年型，統(tǒng)計各系列不同年型出現(xiàn)的頻次，分析短系列的代表性。若短系列5種年型出現(xiàn)的頻次接近于長系列的頻次分布，則認(rèn)為代表性較好，統(tǒng)計結(jié)果見表2。

葛溝站和臨沂站1971～2016年系列代表性較好，1980～2016年系列代表性次之，1960～1979年系列代表性最差。莒縣站1960～1979年系列代表性最好，1971～2016年系列代表性次之；1980～2016年系列代表性最差。大官莊站1971～2016年系列代表性最好，1960～1979年系列代表性次之，1980～2016年系列代表性最差。

4.連豐、連枯水年數(shù)統(tǒng)計分析

表1 選用站長短系列統(tǒng)計參數(shù)對比分析表

表2 長短系列豐、平、枯、年型、頻次分析統(tǒng)計表

表3 長短系列連豐連枯次數(shù)統(tǒng)計表

按照上述標(biāo)準(zhǔn)判別偏豐水年和豐水年、偏枯水年和枯水年，選擇2年及2年以上的連豐年和連枯年，見表3。從選用站年降水量連豐、連枯分析結(jié)果看，4個控制站出現(xiàn)5～7次連豐年，連豐年持續(xù)最長年數(shù)達(dá)5年；出現(xiàn)5次連枯年，連枯年持續(xù)最長年數(shù)達(dá)4年。

四、結(jié)語

本文利用沂沭河流域1960～2016年長系列降水量資料，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法對 4個主要控制站 1971～2016（46）年、1960～1979（20）年和 1980～2016（37）年三個短系列年降水系列的代表性做出初步分析與評價。結(jié)果表明：沂沭河流域3個短系列中，1971～2016年46年系列在年降水量均值水平、變差系數(shù)、豐枯出現(xiàn)頻次及分析時段內(nèi)豐、枯水期持續(xù)時間等特征上，都與1960～2016年長系列較接近，因此相對其他時段具有較好的代表性

（作者單位1.安徽淮河水資源科技有限公司 233000 2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院 210098）