徐州市降水量变化趋势分析_周倩.pdf

河南水利与南水北调 2023年第2期水文水资源徐州市降水量变化趋势分析周倩，杨春，杨明非，李涌，范传辉，杨晓倩（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏 徐州 221000）摘要：选取2011-2020年徐州66个降水量站资料作为基础数据，采用距平百分率、Spearman秩相关系等方法，分析徐州市降水量变化趋势。结果表明，徐州市2011-2020年中6 a为平水年，年均降水量呈现一定的波动性，总体呈上升的趋势，但上升趋势不显著。因此应当注重加强农业水利设施建设，预防由于干旱和洪涝给农业生产带来大的损失。关键词：降水量；距平百分率；Spearman秩相关系法；趋势分析中图分类号：TV87文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）02-0035-02Trend Analysis on the Precipitation in XuzhouZHOU Qian，YANG CHun，YANG Mingfei，LI Yong，FAN Chuanhui，YANG Xiaoqian（Xuzhou Hydrology and Water Resources Investigation Bureau of Jiangsu Province,Xuzhou 221000,China）Abstract：The data of 66 precipitation stations in Xuzhou from 2011 to 2020 are selected as the basic data,and the precipitationchange trend in Xuzhou is analyzed by using the methods of anomaly percentage and Spearman rank correlation.The results show thatthe six years from 2011 to 2020 in Xuzhou City are normal years,and the average annual precipitation shows a certain fluctuation,with an overall upward trend,but the upward trend is not significant.Therefore,we should pay attention to strengthening theconstruction of agricultural water conservancy facilities to prevent large losses to agricultural production due to drought and flood.Key words：precipitation;percentage deviation;spearman rank phase relation method;trend analysis作者简介：周倩（1988），女，工程师，主要从事水文监测与预报，水资源、水环境监测等。0引言降水是地表径流的本源，也是地下水的主要补给来源。降水量的变化对水资源的优化利用、水环境的变化以及农田灌溉等都带来较大的影响。通过对徐州市降水量进行分析，为徐州市防汛抗旱提供决策性的依据，同时也为农业水资源利用提供理论支持。1区域概况徐州市隶属江苏省，地处华北平原的东南部、江苏省西北部，地处苏鲁豫皖4省交界，总面积约1.20万km2，其中水域面积约0.10万km2。徐州市属淮河流域中下游，以黄河故道为分水岭，形成北部的沂、沭、泗水系和南部的濉、安河水系。2资料与方法选取2011-2020年徐州降水量站资料，计算出降水量平均值，分析得出徐州市降水量变化趋势及降水特点。降水量的变化程度及波动变化主要是根据距平百分率计算分析得出；降水量趋势分析及显著性通过Spearman秩相关系法分析得出。2.1距平百分率距平体现的是某一个数值与平均值的差，其中包括正距平和负距平，距平百分率是对距平进行标准化处理。降水距平百分率表是某时段降水量较常年平均值偏多偏少的重要指标之一，能够反映某时段降水量相对于同期平均状态的偏离程度及其变化的过程波动性，计算公式如（1）式：P=Pi-PP100%（1）式中：P为降水量距平百分率（%）；Pi为某时段的降水量（mm）；P为计算时段平均降水量（mm）。2.2丰枯类型标准由于徐州市不同时段降水量差异较大，降水空间分布不均，因此，文章根据降水量距平百分率，将丰枯类型标准划分为丰水年、偏丰水年、平水年、偏枯水年、枯水年5个类型标准，具体见表1。2.3Spearman秩相关系法Spearman秩相关系数是描述两要素之间相关程度的一种统计指标。通过对评价降水量随时间变化的规律，通过计算并与临界值比较，对降水量进行趋势分析及显著性进行检验。Spearman秩相关系数计算公式为（2）式：表1降水量距平百分率丰枯类型标准表等级12345类型丰水年偏丰水年平水年偏枯水年枯水年降水量距平百分率/%P 2510P2510P1025P10P2535河南水利与南水北调 2023年第2期水文水资源rs=1-6di2N3-N，di=xi-yi（2）式中：rs为秩相关系数；xi为周期1到周期N按降水量值从小到大排列的序号；yi为按时间排列的序号；di为变量xi和变量yi的差值N时间周期数。将秩相关系数rs的绝对值同Spearman秩相关系数的临界值Wp进行比较。如果rs为负，说明呈下降趋势；如果rs为正，说明呈上升趋势。当丨rs丨Wp则说明变化有显著意义；当丨rs丨Wp则说明变化没有显著意义。3降水量变化趋势分析3.1现状变化特征徐州市2011-2020年多年平均降水量为801.20 mm，汛期（5-9月）降水量占全年降水量的60.00%70.00%，分析年限内降水量最低为 663 mm（2019 年），最高为 1 023.30 mm（2020年），降水量总体呈上升趋势。2019年出现的干旱，2020年出现的强暴雨洪涝等，给徐州农业生产造成极大损失，须引起高度关注。3.2降水量丰枯类型分析近十年来，徐州市降水量整体上呈现出一定的波动性，由图1可以看出，降水量距平百分率主要集中在10%之间，降水量主要集中在平水年标准。从整体变化过程看：2011-2015年主要为负距平，表明这几年降水量偏少；2016-2018年为正距平，表明降水量与同期相比偏多。2019年降水量减少显著，2020年降水量增多明显。由表2可以看出，2011-2020年徐州市降水量主要为平水年，2012、2019年为偏枯水年，2018年为偏丰水年，2020年为丰水年。3.3降水量变化趋势分析采用Spearman秩相关系数法对降水量趋势进行定量分析，评价降水量随时间变化的规律。根据徐州市66个国家降水量站2011-2020年共10年降水量监测数据，显著水平为0.05时临界值Wp=0.56。通过计算得出徐州市降水量秩相关系数rs为0.52Wp，说明在评价时段内（2011-2020年）徐州市降水量呈上升趋势，但上升趋势不显著。4结论2011-2020年徐州年均降水量为801.20 mm，年际间呈现一定的波动性，距平百分率基本上分布在10%之间，多数属于平水年。由距平百分率图、Spearman秩相关系数法得出在这10年内徐州降水量呈现上升的趋势，但上升趋势不显著。研究分析得出，徐州市降水量呈现逐年上升的趋势，但是趋势并不显著，因此社会各界应高度重视，对丰枯年进行预测，加强农业水利设施建设与调整机制，预防由于干旱和洪涝给农业生产带来大的损失。参考文献：1 肖鹏嵩，代俊峰，王娜.广西降水量变化趋势分析 J.节水灌溉，2013（2）：38-40.2 韦开，王全九，周蓓蓓，等.基于降水距平百分率的陕西省干旱时空分布特征J.水土保持学报，2017，31（1）：318-322.3 田甜.基于Spearman秩相关系数法分析水磨河水质变化趋势 J.节能与环保，2019（9）：52-53.收稿日期：2022-12-10编辑：雍友玉图1徐州市降水量距平图（20112020年）图序号12345678910年份2011201220132014201520162017201820192020降水量距平百分率/%-6.60-14.90-9.20-5.90-1.607.303.5016.90-17.2027.70丰枯年平水年偏枯水年平水年平水年平水年平水年平水年偏丰水年偏枯水年丰水年表2降水量距平百分率及丰枯年类型表36