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淺析白山流域近三十年降水狀況及水庫入流量的統(tǒng)計論文
1 引言
松花江流域作為我國重點防汛的七大江河之一，地處中高緯度受西風(fēng)環(huán)流影響，同時受東亞季風(fēng)的影響，氣候變率較大，流域內(nèi)海拔高程懸殊。白山流域處于第二松花江流域上游，作為二松的主要南支，占豐滿以上流域面積的 44.7%,是松花江流域內(nèi)三個面雨量高值區(qū)之一，在氣候變暖的背景下，流域的降水狀況及趨勢研究一直備受關(guān)注。白山水電站位于豐滿水電站上游約 200km 的樺甸市境內(nèi)，距頭道江、二道江匯口約 12km，控制流域面積 19000km2。白山水庫以上都是山區(qū)匯流，河谷狹窄，坡度陡，匯水狀況好。本文應(yīng)用白山流域 28 個雨量點的 1981-2013 年的降水量數(shù)據(jù)對白山流域的降水狀況進行了分析，結(jié)果顯示：降水整體較為平穩(wěn)，階段性變化，近期有增多的傾向。白山水電站 1983 年建成，正常蓄水位 413m，是一座多年調(diào)節(jié)水庫，承擔為豐滿水庫錯峰的作用，大壩按 500 年一遇洪水設(shè)計，5000 年一遇洪水校核，水庫多年入庫徑流量為 235m3/s。張建云等對近 50 年來中國六大流域年際徑流變化趨勢研究顯示：松花江實測徑流量下降明顯。因此，對白山流域入流量與降水量關(guān)系及變化的研究十分必要。本文應(yīng)用 1984-2013 年逐年白山水庫入流量就水庫豐枯狀況進行了分析，結(jié)果表明：白山水庫入流豐枯交替階段性變化明顯，1984-2013 年期間1986、1995、2010 和 2013 年為四個大豐水年，均豐水 6 成以上，而 1992 年、1997 年、2002-2003、2008-2009 為枯水期，在 1995 年的豐水之后，經(jīng)歷了長達 9 年的平水、偏枯和枯水階段，其中包括2002-2003 的較為嚴重的枯水期，連續(xù)兩年均枯水 3 成左右。由于流域降水量與水庫入流量有著直接的關(guān)系，匯流和產(chǎn)流受植被狀況、降水強度、蒸發(fā)等條件的影響，本文應(yīng)用 1984-2013 年白山水庫入流量數(shù)據(jù)與流域降水量進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示：水庫入流量與同期流域降水量二者存在顯著的線性相關(guān)關(guān)系。
2 資料及方法
白山流域 28 個雨量站 1981-2013 年逐日平均降水量資料，1984-2013 年白山水庫入流量資料,流域內(nèi)站點分布。本文統(tǒng)計分析采用回歸分析方法。
3 白山流域降水量變化及趨勢分析
3.1 旬降水變化分析
1981-2013 年白山流域 28 個雨量站統(tǒng)計結(jié)果顯示，多年平均逐旬降水變化如圖 2 所示，從年內(nèi)降水結(jié)果各旬分布情況來看，流域主要降水在 5 月下旬至 9 月上旬，占全年降水量的 67.5 %；年降水集中段位 6-8 月平均降水量為 439.6mm，占全年降水量的 57.5 %；最大月降水量為 7 月 178.8mm，占全年降水的 23.5 %。
3.2 流域年降水變化
白山流域 28 個雨量站平均 1981-2013 年逐年降水量變化如圖 3 所示，期間降水整體平穩(wěn)，有輕微增多的趨勢，呈豐枯交替的現(xiàn)象，趨勢方程：Y=0.8225X+753.93，但整體變化幅度較小。1981-2013 多年平均降水量為 767.9 mm，期間有四次較大波動，高值年分別為 1986、1995、2010、2013 年，高值年降水量分別為 981.5mm、1004.6mm、1057.6mm 和 980.2mm，最低值年為 2003 年降水量為 605.6mm，最高值年降水是最低值年的 1.75 倍。
湯潔等對第二松花江降水的研究結(jié)果標明：1956-2006 年降水量整體呈現(xiàn)小幅下降和豐枯交替現(xiàn)象，豐水年周期年數(shù)少于枯水年周期年數(shù)，本文研究結(jié)果與其較為一致。
高峰等在豐滿流域 1936-2008 年的降水研究中認為：汛期降水量周期變化存在著一個 8-9a 左右的降水相對短周期，這與本文分析結(jié)果較為一致。
從本文統(tǒng)計結(jié)果來看，1981-2012年期間的連續(xù)5個五年即1981-1985、1986-1990年、1991-1995年、1996-2000年、2001-2005年、2006-2010年的平均降水量情況分別為：734.4mm、811.9mm，894.3mm，759.7mm，804.8mm 和 913.0mm，如圖 4 所示，白山流域總體降水情況比較平穩(wěn)，有輕微增多的趨勢，沒有下降趨勢，近期有增多的傾向。
4 白山水庫入流量變化
一般來說，水量偏離平均狀況的情況，小于 25%為枯水，小于 10%為偏枯，-10%-10%為平水，大于 10%為偏豐，大于 25%為豐水。圖 5 給出了 1984-2011 年期間各年份偏離平均狀況的百分比，表現(xiàn)了白山水庫豐枯狀況的變化情況，由圖可知：白山水庫在 1984-2011 年期間經(jīng)歷了四個豐水時期，即 1986-1987 兩年的豐水，1995 年的豐水、2005 年的豐水和 2010 和 2013 年的豐水，其中 1987年和 2005 年為豐水 3 成左右，1986、1995、2010 和 2013 年均為豐水 6 成以上，1995 年的最為突出為 74.3%豐水超過 7 成；同樣經(jīng)歷了四個枯水時期，即 1992 年的枯水、1997 年的枯水、2002-2003兩年的枯水、2008-2009 兩年的枯水，其中 1997 年和 2008 年的枯水超過了 3 成，2002-2003 年的枯水最為嚴重，連續(xù)兩年枯水超過 3 成以上，2008-2009 年連續(xù)兩年的枯水也比較嚴重，2009 年枯水 29.4%接近 3 成。在 1986-1987 連續(xù)兩年的豐水之后，經(jīng)歷了接近 7 年的平水時期，后迎來了 1995年的大豐水年份，在 1995 年的豐水之后，經(jīng)歷了長達 9 年的平水、偏枯和枯水階段，其中包括2002-2003 的較為嚴重的枯水期，2005 年的豐水之后出現(xiàn)了 2008-2009 連續(xù)兩年的枯水期，2010 年和 2013 年為大豐水年。
5 白山水庫入流量與流域降水量的統(tǒng)計分析
流域降水量與水庫入流量有著直接的關(guān)系，匯流和產(chǎn)流受植被狀況、降水強度、蒸發(fā)等條件的影響較大。本文應(yīng)用白山水庫逐年入流量與流域年平均降水量進行了統(tǒng)計分析，二者線性關(guān)系顯著，統(tǒng)計結(jié)果如表 1 和表 2 所示，相關(guān)系數(shù)為 0.9283，R2為 0.861785138，因子顯著性高，通過了 0.05的 F 檢驗。
6 結(jié)論和討論
6.1 結(jié)論
1.1981-2013 年期間逐年降水結(jié)果顯示：白山流域內(nèi)降水整體較為平穩(wěn)，階段性變化明顯；5a階段性平均狀況結(jié)果顯示：降水平穩(wěn)，近期有增多的傾向。
2.1984-2013 年期間白山水庫水庫入流豐枯交替階段性變化，1986、1995、2010 和 2013 年為四個大豐水年，均豐水 6 成以上；1992 年、1997 年、2002-2003、2008-2009 為枯水年，其中 2002-2003連續(xù)兩年均枯水 3 成左右。
3.水庫入流量與同期流域降水量二者線性相關(guān)性好，因子顯著性高，通過了 0.05 的 F 檢驗。
6.2 討論
由于白山水電站建站時間較晚，流域資料時間長度有限，本文的降水分析趨勢是初步的；水庫入流量受多方面諸如植被狀況、降水強度和蒸發(fā)等條件的影響，流域的蒸發(fā)狀況對入流及產(chǎn)流的影響有待進一步研究。
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