（水文学及水资源专业论文）鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应.pdf

摘要 降雨具有复杂的时间和空间变异性，对流域的径流量有着重要的影响作用， 降雨模式在时间和空间方面的知识对于理解土壤水、地下水补给和河流流量对空 变化十分重要。同时降雨的时空分布规律对于流域水文模拟、水资源规划和管理 有着重要的理论研究和实际应用价值。 降雨时空分布规律的研究可以分时间和空间两方面进行，在时间方面：对降 雨序列进行时间序列分析，从而得出降雨序列的主周期和变化趋势；在降雨时间 序列分析时，采用傅里叶变换s t j d , 波分析法提取序列主周期，并用方差比法对主 周期进行检验；采用趋势线法、小波分析法和m a n n - k e n d a l l 法对降雨量序列进 行趋势分析。在空间方面：通过空间插值来反映降雨在空间上的变化。首先对雨 量站进行网格划分，然后按照不同比例减少雨量站，最后采用克里金法( k r i g i n g ) 和距离权重反比法( i d w ) 对不同密度的雨量站计算得到的降雨序列进行空间插 值，并用相对误差绝对值的平均值( m r e ) 、变异系数( c v ) 和确定性系数( r 2 ) 计算插值精度。 为了反映降雨时空分布规律的水文响应，论文应用了基于地形和降雨空间变 异的月水文模型。首先利用1 9 7 9 1 9 8 4 年的资料对模型参数进行率定，然后用 1 9 8 5 1 9 8 7 年资料对模型进行验证。为了反映降雨变异的水文响应，探讨了降雨 对土壤含水量的影响，同时分析了降雨对流域模拟径流量的敏感性。 研究结果显示：降雨序列存在以下四个不显著的主周期：3 年、4 年、7 年 和1 1 年，9 0 年代后的降雨量呈现出显著的增加趋势；k r i g i n g 法和i d w 法插值 精度相当，月模型具有较高的模拟精度，降雨变异对研究区的土壤含水量变化有 较大影响，降雨对流域模拟径流量敏感性不强。 关键词：时空分布；时问序列分析；空间插值；水文响应 a b s t r a c t p r e c i p i t a t i o i lu s u a l l yv a r i e sg r e a t l yi ns p a c ea n dt i m ei nt h eh i l l yr e g i o nw h i c h r e s u l t si nw a t e r s h e dr u n o f f g e n e r a t i o n i n v e s t i g a t i o no f p r e c i p i t a t i o nv a r i a t i o n si st h u s v e r yi m p o r t a n tf o rm o d e l i n go fs o i lm o i s t u r ec o n t e n t s ，g r o u n d w a t e rr e c h a r g ea n d s t r e a m f l o w , a n di sa l s ou s e f u lf o rw a t e rr e s o u r c e sp l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t t h i ss t u d yi sf i r s t l yf o c u s e do ni n v e s t i g a t i o no fs p a t i a la n dt e m p o r a lv a r i a t i o n so f r a i n f a l l t h et i m es e r i e sa n a l y s i sw a su s e dt oa n a l y z et h em a i np e r i o d sa n dt r e n do f p r e c i p i t a t i o ns e r i e s a l s o f o u r i e rt r a n s f o r m a t i o na n dw a v e l e ta n a l v s i sw e r eu s e dt o e x t r a c tt h em a i np e r i o d so fp r e c i p i t a t i o ns e r i e s ；1 e a s ts q u a r em e t h o d ，w a v e l e ta n a l y s i s m e t h o da n dm a d a l 一k e n d a l lm e t h o dw e r ea d o p t e dt oa n a l y z et h ep r e c i p i t a t i o nt r e n d t h es p a t i a lv a r i a t i o na n a l y s i si sb a s e do nt h es p a t i a li n t e r p o l a t i o n f o ra n a l y z i n gt h e i n f l u e n c eo ft h er a i n f a l ls t a t i o nd e n s i t yo ns p a t i a li n t e r p o l a t i o n p r e c i s i o n w e p a r t i t i o n e dt h ep r e c i p i t a t i o ns t a t i o n si n t os e v e r a lg r i ds i z e s t h es t a t i o n sw e r et h e n r e d u c e di nd i f f e r e n tp r o p o r t i o n s t h ek r i g i n gm e t h o da n di n v e r s ed i s t a n c ew e i g h t i n g m e t h o dw e r eu s e dt oi n t e r p o l a t ep r e c i p i t a t i o n m c a nr e l a t i v ee r r o r ，c o v a r i a n c e ， d e t e r m i n i s t i cc o e m c i e n tw e r ec a l c u l a t e dt oe v a l u a t et h ei n t e r p o l a t i o np r e c i s i o n h y d r o l o g i c a lr e s p o n s et ot e m p o r a la n ds p a t i a lv a r i a t i o n so fr a i n f a l lw a sf u r t h e r i n v e s t i g a t e db yu s i n gam o n t h l yh y d r o l o g i c a lm o d e lt h a ti n t e g r a t i n gt o p o g r a p h ya n d p r e c i p i t a t i o nv a r i a t i o n s t h eo b s e r v a t i o nd a t ao fr a i n 糊1 e v a p o t r a n s p i r a t i o na n d s t l e a m f l o wf r o m1 9 7 9t o1 9 8 4a n d1 9 8 5t o1 9 8 7w e r eu s e dt oc a l i b r a t ea n dv a l i d a t e t h em o d a l r e s p e c t i v e l y i no r d e rt oa n a l y z et h eh y d r o l o g i c a lr e s p o n s eo nr a i n f a l l v a r i a t i o n s s p a t i a lv a r i a t i o n so fs o i lm o i s t u r ec o n t e n ta n dr u n o f fr e l a t e dt or a i n f a l l w e r ed e s c r i b e di nd e t a i l t h es t u d yr e s u l t ss h o w e dt 1 1 a tp r e c i p i t a t i o ns e r i e sp r e s e n tf o u ri n a p p a r a n tm a i n p e r i o d s ，i e 3 。4 ，7a n d1 1y e a r s s i n c e9 0 t hl a s tc e n t u r e ，p r e c i p i t a t i o ns e r i e sh a s p r e s e n t e das i g n i f i c a n ti n c r e a s et r e n d s p a t i a lv a r i a t i o n so fr a i n f a l li n t e r p o l a t e db yt h e k r i g i n gm e t h o da n di d wm e t h o da r ea l m o s ts i m i l a r s t u d yr e s u l t sa l s od e m o n s t r a t e d t h a tt h em o n t h l yh y d r o l o g i c a lm o d e li sr e l i a b l ei nr a i n f a l la n dr u n o f rs i m u l a t i o n r a i n f a l lv a r i a t i o n st a k eas i g n i f i c a n ti n f l u e n c eo ns o i lm o i s t u r ec o n t e n t b u ta r el e s s s e n s i t i v eo nn l n o f t k e yw o r d s ：t e m p o r a l a n d s p a t i a ld i s t r i b u t i o n ；t i m e s e r i e s a n a l y s i s ；s p a t i a l i n t e r p o l a t i o n ；h y d r o l o g i c a lr e s p o n s e 本研究得到以下项目资助 教育部新世纪优秀人才支持计划烈c e t - 0 4 0 4 9 2 ) 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工 作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ：魁 学位论文使用授权说明 0 年甲月z ，e t 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术 期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或 电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理。 论文作者( 签名) ：选年严 月二日 河海大学硕士学位论文鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 第一章绪论 1 1 研究目的及意义 降雨作为水循环的一个重要环节，对区域水资源规划与管理、水文模拟有着 十分重要的意义。同时降雨又是一个随机性很强的水文要素，尤其在山区，降雨 在时间和空间上变化更大。影响降雨及其时空分布的因素主要有地理位置、气 旋、台风路径等气象因子，以及地形、森林、水体等下垫面条件。3 。如果能把握 降雨的时间分布规律，即通过现有的降雨资料获得降雨序列的周期和变化趋势， 就可以利用谐波分析法对降雨进行预测；如果能把握降雨的空间分布规律，就能 大体了解不同区域的水资源量，也就能为水资源综合调度提供参考依据：而降雨 空间分布通常是利用研究区域有限的站点资料进行空间插值得到，因此选择较好 的空间插值方法就显得尤为重要。由此可见本文对鄱阳湖流域降雨时空分布规律 进行的研究具有重要的现实意义。另外对于无资料和缺资料地区，为了得到区域 内的降雨量，只能用邻近地区和区域内已有的雨量资料进行空间插值。m “州“，因 此恰当空间插值方法的选择，对于区域内的水资源规划和水文模拟意义重大。 流域水文模型能够模拟流域的水文过程，但大多数水文模型待定参数多，所 需资料不易获得。本文采用的基于流域降雨和地形空间变异的月水文模型( 简称 月模型) ，不仅能较好地模拟流域的水文过程，而且具有优选参数少，输入资料 比较容易获得，和较高的模拟精度等特点。 1 2 研究进展 1 2 1 降雨等气象资料插值及空间变化研究进展 降水的空间分布信息在水资源管理、灾害预测预警和区域可持续发展研究等 方面越来越重要。然而，空间降水插值却一直是个难题，影响降水的因素很多，如 经度、纬度、高程、坡度、坡向、离水体的距离等，建立一个通用的降水插值模 型几乎是不可能的”1 。因此，对于一个特定地区，常要比较几种插值方法的优劣， 从中选择精度较高的方法进行区域空间插值。 e g o o v a e r t s ( 1 9 9 9 ) 采用克里金法( k r i g i n g ) 、泰森多边形法( t h i e s s e n ) 和距 离平方反比法对p o r t u g a l 内5 0 0 0 k m 2 的3 6 个气象站点观测的年和月降雨量进行 空间插值，结果表明：k r i g i n g 法具有更高的插值精度。 河海大学硕士学位论文鄯阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 林忠辉等( 2 0 0 1 ) 用距离平方反比法( i d s ) 、梯度距离平方反比法( g i d s ) 和 普通克立格法( o k ) 对全国7 2 5 站1 9 5 1 1 9 9 0 年整编资料的旬平均温度进行了空 间插值，交叉验证结果表明：三种方法中，温度插值的平均绝对误差( m a e ) 的排 序为：l d s o k g r d s 。 庄立伟、王石立( 2 0 0 3 ) 用k r i g i n g 法，以经纬度分布方向为权重的距离权 重反比法( i d w ) 和高度梯度订正的距离权重反比法( g i d o - - 种方法对有限气 象站点4 l o 月逐日气象要素进行空间插值，结果表明：对温度而言，g i d w 方 法估值精度较高，对降水而言，i d w 估值精度高于k r i g i n g 。 r o b i n s o n 、m e t t e m i c h t ( 2 0 0 5 ) 采用普通克里金法、距离权重反比法和多样条插 值法对澳大利亚西南部的一个农场的土壤特性值( 导电率、p h 值和有机物) 进 行了空间插值，结果显示：普通克里金法在上层土的p h 插值中精度最高，距离 权重反比法在下层土的p h 插值中精度最高，多样条插值法在有机物插值中取得 最高精度。 刘金涛，张佳宝( 2 0 0 6 ) 采用地统计学方法一克里金法，建立了区域降水 插值模型，通过比较泰森多边形法、距离平方反比法、线性回归法和克里金法， 发现克里金法具有更高的插值精度。 1 2 2 流域月水文模型研究进展 流域月水文模型可以模拟流域月径流量、土壤含水量等随时间的变化过程， 对于区域气候变化的影响评估、水资源规划、水利设施建设和水资源合理配置提 供依据。 王渺林，傅华( 2 0 0 6 ) 应用以s c s 水文模式为基础的月水量平衡模型，模 拟东江、赣江、汉江和黄河中游的2 7 个子流域的径流；结果显示：模拟精度较 高，模型有很强的适应能力，适应与湿润、半湿润和半干旱地区。 丛振涛，倪广恒等( 2 0 0 6 ) 建立了以月为单位的塔里木河干流河道水均衡模 型，结果表明：模型有较强的适应能力，能得到较高的精度。 陈喜，陈永勤等( 2 0 0 6 ) 建立了基于流域地形和降雨空间变异的分布式月水 文模型，并将该模型运用于沅江流域和东江流域进行径流模拟，模型具有模拟精 度高、参数少，且能模拟水文过程的时空分布等优点。 2 河海大学硕士学位论文鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 1 3 研究内容和方法 本文对鄱阳湖流域内1 4 个气象站点1 9 5 7 - 2 0 0 0 年连续4 4 年的年均降雨量进 行了主周期提取及周期显著性检验，并对年均降雨量序列进行了趋势分析。同时 从年鉴上选取了流域内5 3 0 个雨量站点1 9 7 9 1 9 8 7 年连续9 年的月均降雨量、月 均蒸发量和月均径流量资料；用其中的降雨量资料进行空间插值优劣的比较，用 江西l ：2 5 万d e m 数据和上面的月均降雨量、月均蒸发量和月均径流量资料对 研究区域进行水文模拟，并进一步探讨降雨的水文相应。 降雨量序列主周期提取时，采用了快速傅里叶变换法和小波分析法，并用方 差比法对提取的主周期进行检验。降雨量序列趋势分析时，采用了最小二乘法、 m a n n k e n d a l l 法和小波系数重构法。 本文选用了k r i g i n g 法和i d w ( i n v e r s ed i s t a n c ew e i 【g h t i n g ) 法进行降雨空间 插值优劣比较，整个插值过程是在a r c g i s 平台上进行的，利用了江西1 ：2 5 万d e m 数据。为了比较两种方法在不同雨量站点密度下的插值精度，在a r c v i e w 平台上对1 ：2 5 万d e m 数据进行网格划分，分别采用4 0 k m 4 0 k m 和6 0 k m 6 0 k m 两种大小网格。在不同网格划分时，对网格内的雨量站点分别按2 0 、3 0 和4 0 进行减少，然后对各种网格划分下不同站点密度的降雨量进行k r i g i n g 和 i d w 插值。采用相对误差绝对值的平均值( m r e ) 、确定性系数 r 2 ) 和变异系 数( c v ) 。1 对降雨空间插值精度进行衡量。 在用基于流域地形和降雨空间变异的月模型对研究区域进行水文模拟时，先 对研究区域内的d e m 数据进行处理，进而划分子流域。在d e m 数据基础上，用 f o r t r a n 程序计算每个子流域的地形指数，进一步计算它们的瓜d g ( 相对不易产流 度) ，再计算每个子流域的面雨量和面蒸发量。有了以上资料加上每个子流域的 面积资料和出口断面的径流量资料就可以进行径流量模拟了，先用1 9 7 9 1 9 8 4 年 6 年的资料对月模型参数进行率定，然后用1 9 8 5 1 9 8 7 年3 年的资料对月模型进 行验证。为了反映降雨的水文响应，论文分析了土壤含水量和径流量的空间分布， 进而分析了降雨对径流量模拟的灵敏度。 河海大学硕士学位论文 鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 第二章研究区域概况 2 1 研究区自然地理概括 2 1 1 地理位置 鄱阳湖流域面积1 6 2 2 万k m 2 ，约占江西省流域面积的9 7 ，占长江流域面 积的9 ；位于北纬2 4 0 2 9 1 4 ”至3 0 0 0 4 4 l ”、东经1 1 3 0 3 4 3 6 ”至1 1 8 0 2 8 5 8 ”之 间。南临广东，北靠湖北和安徽，东临福建和浙江，西临湖南。 2 1 2 地形地貌 如图2 1 所示，鄱阳湖湖区除北部较为平坦外，东西南部三面环山，中部 丘陵起伏，全流域为一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口的巨大盆地，流域南部地 形起伏变化较大。 流域内地貌类型较为齐全，分布大致成不规则环状结构，常态地貌类型则以 山地和丘陵为主。其中山地6 0 1 0 1 平方公里( 包括中山和低山) ，占全省总面积 的3 6 ：丘陵7 0 1 1 7 平方公里( 包括高丘和低丘) ，占4 2 ：岗地和平原2 0 0 2 2 平方公里，占1 2 ，水面1 6 6 6 7 平方公里，占1 0 。除常态地貌类型外，还有 岩溶、丹霞和冰川等特殊地貌类型。流域大致可以分为9 个地貌区和9 个地貌副 区? 1 赣西北中低山与丘陵区。面积约为3 5 万平方公里。山峰多在海拔1 0 0 0 米 左右，有的达1 5 0 0 米。从中可以划出2 个副区：幕阜山、九岭山侵蚀中山副 区，以开拓水电和林业为主；宜丰、高安侵蚀丘陵副区，以发展粮食和经济作物 为主。庐山即拔起于幕阜山东延余脉。2 鄱阳湖湖积冲击平原区。面积约为1 5 万平方公里。区内有广阔的河湖冲积淤积平原，外沿则多为低缓岗地，盛产稻米 和鱼虾。3 赣东北中低山丘陵区。面积约为2 5 2 万平方公里。区内怀玉山脉横 贯，地势中高南北低，布垄状丘陵和盆地。可划分为3 个副区：浩山、蛟潭侵 蚀剥蚀丘陵副区，婺源、怀玉山侵蚀中低山副区和弋阳、玉山侵蚀剥蚀红岩丘陵 盆地副区。区内宜于发展经济林木，婺源茶蜚声中外；河谷两岸和盆地则适宜于 耕作业。4 赣抚中游河谷阶地与丘陵区。面积约为2 1 9 万平方公里。区内河 流阶地、丘陵和盆地交错，地势呈波状起伏，坡度较缓，亦有中低山零星分布。 由于有大量荒地可供垦殖，本区农业生产发展潜力相当巨大。5 赣西中低山区。 面积约为1 0 4 万平方公里。区内万洋山、井冈山、武功山连绵逶迤，峰峭谷 险、涧深流急，森林和水利资源十分丰富。6 赣中南中低山与丘陵区。面积约 4 河海大学硕士学位论文鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 为5 9 4 万平方公里。区内东居武夷山脉，南枕九连山、大庾岭和诸广山脉，中 部多为红岩层和花岗岩组成的低山、丘陵和盆地，还构成了奇特的丹霞地貌。大 致可划分为四个副区：北武夷山侵蚀中山副区、南丰、黎川侵蚀丘陵副区、赣南 侵蚀中低山与丘陵副区和兴国、信丰侵蚀剥蚀红岩丘陵和盆地副区。全区森林、 矿产和水利资源丰富，有利于耕作业发展：若能较好控制水土流失，各业发展均 有相当潜力。 图2 1 鄱阳湖流域地形图 2 2 水文气象特征 流域内水系发达，有赣江水系、抚河水系、信江水系、饶河水系和修水水系 和鄱阳湖湖区。 ( 1 ) 赣江流域 赣江纵贯江西省南北，属中亚热带湿润季风气候区，春雨、梅雨明显，夏秋 问晴热干燥，冬季阴冷，但霜冻期较短，四季交替分明，多年平均气温在1 6 2 1 9 7 。赣江流域多年平均年降水量约为1 6 0 0 毫米。中上游西部山区的罗霄山 一带为高值区，可达1 8 0 0 毫米以上，最大值为2 1 3 7 毫米。南康至吉安河谷盆地 为低值区，多年平均年降水量小于1 4 0 0 毫米，最小值为1 3 5 8 毫米。降水量的年 河海大学硕士学位论文 鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 内变化，从月降水量占年降水量的比重看，自1 月起逐月增加，5 6 月占全年 比重最大，约占1 7 1 9 ，自7 月以后逐月减少。赣江历年4 6 月为主雨季， 是长江流域入汛最早的河流之一。 赣江的多年平均径流深地区分布与降水量的分布相应，以下游湖区平原地带 最小，仅4 0 0 毫米，其次为中游吉泰河谷盆地和赣州南康河谷盆地，约为6 0 0 毫米。中上游西部罗霄山、井冈山为最大，可达1 2 0 0 毫米以上。最大月径流一 般都出现在6 月或5 月，最小月径流多出现在1 2 月或1 月。年径流变差系数c v 约在0 3 5 o 4 0 之间。 ( 2 ) 抚河流域 抚河流域多年平均年降水量1 5 0 0 2 0 0 0 毫米，东部武夷山一带为长江流域 降水量高值区之一，多年平均年降水量可达2 0 0 0 毫米以上，往西，及西北逐渐 减小，抚河下游约为1 6 0 0 毫米。流域多年平均年水面蒸发量约1 0 0 0 1 1 0 0 毫米， 上游山区较小，下游平原区较大。多年平均径流深值以东部支流发源地武夷山 一带最大，可达1 2 0 0 毫米以上：向西及西北逐渐减少，至下游平原湖区约8 0 0 毫米。全流域平均约1 0 0 0 毫米。 抚河廖家湾站实测最大流量5 8 0 0 立方米秒( 1 9 5 2 6 8 ) 、李家渡站9 9 3 0 立 方米秒( 1 9 9 8 6 2 3 ) ，临水娄家村站3 8 6 0 立方米秒( 1 9 8 2 6 1 8 ) ，黎滩水西村 站3 0 4 0 立方米秒( 1 9 5 2 6 8 ) 。抚河汛期也较早，4 月份便可出现年最大洪峰流 量，但多数发生在6 月份，抚河每年1 2 月至次年2 月为枯水季节，1 9 7 8 年抚河 廖家湾站最小流量仅为0 6 8 立方米秒，为实测最枯流量。 ( 3 ) 信江流域 信江多年平均年降水量上游约1 7 0 0 毫米，中游南部山区约2 0 0 0 毫米，下游 约1 5 0 0 毫米。在闽赣交界的铅山河上游最大可达2 1 5 0 毫米。信江多年平均年水 面蒸发量约为11 0 0 毫米。信江多年平均径流深下游约7 0 0 毫米，中游南部山区 约1 4 0 0 毫米，上游约1 1 0 0 毫米。 信江一般每年1 2 月至次年2 月为枯水季，但有的年份枯季也可出现在7 1 0 月，梅港站实测最小流量为1 0 4 立方米秒，即发生在1 9 7 1 年9 月1 9 日。 信江梅港站多年平均年输沙量2 4 2 o 万吨，多年平均年输沙模数1 5 6 0 吨平方 公里，多年平均含沙量0 1 5 千克立方米。输沙量年际变化较大，如1 9 5 6 1 9 6 5 6 河海大学硕士学位论文鄯阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 年平均为1 8 2 万吨，1 9 6 6 1 9 7 5 年平均为3 0 2 万吨，1 9 7 6 1 9 8 4 年平均为2 3 4 万吨。 ( 4 ) 饶河流域 饶河流域多年平均年降水量由下游西部的约1 5 0 0 毫米，向东部增至约1 8 0 0 毫米。多年平均年水面蒸发量由上游的约8 0 0 毫米，向下游增加到约1 1 0 0 毫米， 流域多年平均约为1 0 0 0 毫米。多年平均径流深在流域下游约6 0 0 毫米，向东部 德兴附近增至约1 2 0 0 毫米，其地区分布与降水量基本相应。 饶河洪水由暴雨形成，每年4 6 月为雨季，暴雨集中。年最大洪峰发生在 6 月份者居多。饶河的枯水期一般为1 2 月至次年2 月。但最小流量也可出现在 8 1 0 月。 昌江渡峰坑站多年平均年输沙量3 8 3 万吨，多年平均含沙量0 0 8 9 千克 立方米。乐安河虎山站多年平均年输沙量4 9 3 万吨，多年平均含沙量0 0 7 5 千 克立方米。 ( 5 ) 修水流域 修水流域多年平均年降水量为1 4 0 0 1 9 0 0 毫米，潦河上游可达2 0 0 0 毫米以 上，最大值为2 0 2 3 毫米。多年平均水面蒸发量为8 0 0 1 1 0 0 毫米，由山区向下 游平原渐次增大。多年平均径流深由下游的约5 0 0 毫米，向潦河上游及修水南 边与锦江的分水界增大到约1 2 0 0 毫米。 修水中上游是水土流失严重地区，柘林以上年输沙模数达1 6 3 吨平方公里， 多年平均含沙量0 2 0 3 千克立方米，多年平均年输沙量为1 5 5 万吨。支流潦河 万家埠站，多年平均含沙量0 1 1 5 千克立方米，多年平均年输沙量3 9 8 万吨。 修水千流上游杨树坪站多年平均含沙量0 6 0 千克立方米，输沙模数高达7 9 6 吨平方公里，为鄱阳湖水系之最。 ( 6 ) 湖区 鄱阳湖地区多年平均气温为1 5 26 c 】9 7 。c ，南北相差】5 。c ，高值区在湖 区南部。极端最高气温可达4 4 9 ，极端最低气温为一1 8 9 。本区无霜期较长， 平均为2 4 6 3 0 4 天。年平均日照时数为1 7 6 0 2 1 0 5 小时，日照高值区在都昌、 康山一带。 鄱阳湖地区多年平均年降水量为1 5 7 0 毫米，除庐山由于地势影响多达 河海大学硕士学位论文鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 1 9 5 9 5 毫米外，以东部信江梅港1 8 2 3 6 毫米为最大，西北部德安梓坊1 3 5 8 2 毫米为最小，地区间变化4 6 5 4 毫米。地区的东部、东南部和南部的丰城、李家 渡一带以及潦河流域较大，年降水量都在1 6 0 0 毫米以上。地区西部、北部以及 除湖东部康山、波阳以外地区，年降水量都小于1 5 0 0 毫米。 湖区年降水量的年际变化较大，变差系数在0 1 8 o 3 0 之间。鄱阳湖区受 季风气候影响，降水量年内分配不均。春季阴湿多雨，常有冷暖气团交会，产生 锋面雨，梅雨期降水量大增，年降水量集中在4 6 月，约占全年的5 0 ；夏季 受副热带高压控制，晴热少雨，但遇强台风入境影响，也可产生大暴雨。多年平 均月降水量占年降水总量的比例：从1 月的3 6 起逐月增多，至6 月的1 7 4 达最大值，以后逐月减少，至1 2 月的3 1 ，达最小值。 鄱阳湖地区多年平均水面蒸发量除南昌、新建大于1 3 0 0 毫米，庐山小于8 0 0 毫米，柘林、石门街小于1 0 0 0 毫米以外，其他约为1 0 5 0 1 3 0 0 毫米，并以湖区 为中心，向四周递减。鄱阳湖水体的多年平均蒸发量为1 2 0 0 余毫米。 鄱阳湖流域地处长江流域中游，属欧亚大陆东部的副热带地区，气候为典型 的季风气候。冬夏季风交替显著，四季比较分明，春秋季短，夏冬季长，其特点 为：春多雨、夏炎热、秋干燥、冬阴冷。总的来说，气温适中，日照充足，雨量 丰沛，无霜期长，冰冻期短。 鄱阳潮流域年均降水量1 6 2 0i l l m ，l 3 月约占1 7 2 2 ；4 6 月4 2 5 3 ； 7 9 月1 6 2 9 ；1 0 1 2 月占8 1 6 。鄱阳湖水系年均径流量为1 5 2 5 亿立方 米，约占长江流域年均径流量的1 6 3 。年均气温1 6 2 0 ，。流域大部分地区 的多年平均陆地蒸发量在7 0 0 8 0 0m i l l ，多年平均水面蒸发量都在8 0 0 1 2 0 0m i l l 之间，大部分地区为1 0 0 0 11 0 0m m 。 鄱阳湖流域多年平均年进湖悬移质泥沙为2 1 0 4 2 万吨。其中主要来自“五 河”的为1 8 3 4 2 万吨，占8 7 2 ；“区间”2 7 0 万吨，占1 2 8 。 河海大学硕士学位论文 鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 第三章降雨量序列分析 3 1 时间序列的定义及组成 在不同时刻f l t 2 t 3 0 ) 式中，s g n ( x ，一坼) = 0( x ，一h = o ) ，s 为正态分布，其均值为0 ，方差 卜1 ，一坼 0 4 9 a r ( s ) os = 0 旦s o v a r ( s ) ( 3 1 5 ) 这样，在双边的趋势检验中，在给定的口置信水平上，如果h = ，2 ，则原假 设是不可接受的，即在口置信水平上，时间序列存在明显的上升或下降趋势。对于 统计变量z 大于0 时，是上升趋势，小于0 时，则是下降趋势。如果l z i 5 时，认为降雨量显著增加：当p 5 ，所以认为2 0 世纪9 0 年代鄱阳湖流域内的年降雨量存在显著 的增加趋势。 ( 2 ) m a n n - k e n d a l l 法 对鄱阳湖流域内1 4 个气象站点1 9 5 7 2 0 0 0 年连续4 4 年的年均降雨量进行趋势 分析，由于m a n n k e n d a l l 趋势检验法，前提是假设样本序列是独立同分布的样本， 所以在进行趋势检验前要对降雨序列进行独立性检验。本文采用s p s s 软件对降 雨序列进行自相关和偏自相关检验，步骤如下： ( a ) 将降雨序列作成s p s s 软件能识别的文件，本文作成e x c e l 文件。 ( b ) 将文件导入s p s s ，并选择菜单栏的图像菜单下的自相关选项。 ( c )将待检验的时间序列作为变量输入，并选择一定的相关阶数，即可得 到自相关和偏自相关图。 ( d ) 观测自相关和偏自相关值是否在上下限之间，如果在就表示序列的自 相关和偏自相关性较弱，否则表示序列的自相关和偏自相关性较强。 对研究序列进行自相关和偏自相关检验，得到其相关图如图2 6 ，2 7 所示。 河海大学硕士学位论文鄱阳湖流域降雨时空分布规律及其水文响应 n 棚 荚 系 数 值 艮 隶l 荚 最 致 一舟相燕氟救 - 土壤啦 _ 希壤值 一- 一一 m m _ 一。一。 _ 一iiiiilililiiiiii 2 345 678 91 01 11 2 1 3 1 4 1 5 1 6 酚教 图3 6 降雨序列自相关图 阶皱 图3 7 降雨序列自相关图 从图3 6 和