8.3.1 降水特点
1.地区分布
降水量的大小与水汽输入量、天气系统的活动情况、地形及地理位置等因素有关,除了天气成因之外,其中地形对降水影响程度较大。淮河流域降水量的地区分布差异,主要是由地形差异引起的。
淮河流域东临黄海,来自印度洋孟加拉湾、南海和西太平洋的水汽,受大别山、桐柏山、伏牛山、沂蒙山及流域内部的局部山丘地形的影响,产生强迫抬升作用,有利于产生降水,并且增强降水强度;而在广阔的平原及河谷地带,因为缺少地形对气流的动力抬升作用,降水强度相对要小。淮河流域降水的总体特点是:降水量自南部、东部往北部、西部递减,同纬度山丘区降水量大于平原区,山脉的迎风坡降水量大于背风坡。
根据1950年以来的降水观测资料统计,淮河流域内多年平均降水量变幅为600~1600mm,南部大别山区为1600mm,北部黄河南岸为600mm。流域内有4个降水量高值区,均在山丘区:大别山区最高,为1600mm;次高值区位于伏牛山区,降水量为1200mm,主峰石人山的迎风坡降水量明显大于周边地区;石漫滩水库和白沙水库上游山区,降水量比周围平原地带大,分别形成1000mm和700mm小高值区。流域内广阔的平原地区为降水量低值区,降水量在600~1000mm范围内变化,其中淮北平原在600~1000mm之间,淮河下游平原稳定在1000mm左右。安徽池河、洛河上游的河谷地带,地形低于两侧,为水汽畅流通道,形成900mm的相对低值区。
淮河中上游山丘区雨量等值线呈东西走向,平原地区大体呈东北—西南走向,大别山、伏牛山等山区的主峰周围有着明显的降水高值区闭合等值线。年降水量等值线的这种走势,是降水分布规律在流域面上的具体表现。
年降水量800mm等值线,西起伏牛山北部,经叶县向东略偏南方向延伸到太和县北部,并在此转变方向,沿永城—微山—蒙阴一线向东北伸展,在蒙阴附近向东从沂蒙山南坡绕到五莲山北麓,直至黄海。800mm等值线是湿润带和半湿润过渡带的分界线,此线以南降水量大于800mm,属湿润带,降水相对丰沛;以北降水量小于800mm,属于过渡带,即半干旱半湿润带,降水相对偏少。
2.年内分配
多年平均降水年内分配的特点表现为汛期集中、季节分配不均匀以及最大月、最小月降水量相差悬殊等,它与水汽输送的季节变化有密切关系。
淮河流域不同地方的汛期起讫时间不完全一致,淮河南部地区汛期一般为5—8月,其他地区均为6—9月。汛期降水集中,多年平均汛期降水量为400~900mm,汛期4个月的降水量占全年的50%~75%;降水集中程度自南往北递增,淮河以南山丘区集中程度最低,为50%~60%;沂沭泗河水系(沂沭河下游平原区除外)为70%~75%,是集中程度最高的地区。
淮河流域一年四季降水量变化较大。夏季6—8月降水最多,降水量为350~700mm,集中了全年降水量的40%~65%;降水集中程度自南往北递增,淮河以南山丘区最低,为40%~50%;沂沭泗河水系(沂沭河下游平原区除外)集中程度最高,为60%~65%,个别站达到70%。春季3—5月降水量为100~430mm,占年降水量的13%~30%,降水集中程度自南向北递减。秋季9—11月降水量小于春季而大于冬季,在100~300mm之间,地区之间降水集中程度差别不大,都在20%左右。冬季12月至次年2月降水最少,淮南山丘区降水量为100mm左右,其他地区降水仅为20~80mm,集中程度在3%~10%之间,自南往北呈递减趋势。
淮河流域年内各月降水量不等,最大月、最小月降水量相差悬殊。多年平均以7月降水最多,降水量在140~270mm,占全年的15%~30%,并且呈自南向北增加的趋势。降水最小月多出现在1月,降水量一般为5~40mm,占年降水的1%~3%。同站最大月降水是最小月降水的5~26倍,其倍数自南向北递增。淮河流域主要雨量站多年平均降水量年内分配情况见表8.3-1。
表8.3-1 淮河流域主要雨量站多年平均降水量年内分配情况

续表
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各种不同降水频率典型年降水量的年内分配,总的趋势类似于多年平均情况。因为典型年的选样是选取年内分配最不利的年份,所以其分配的不均匀性比多年平均大。不同频率典型年降水量年内分配的另一特点是,年内分配的不均匀程度与频率大小成反向变化,即频率越小分配越不均匀,其原因是丰水年与枯水年主要取决于汛期雨量的多少。
3.年际变化
季风气候的不稳定性和天气系统的多变性导致年际之间降水量差别很大。淮河流域降水的年际变化较为剧烈,主要表现为最大年降水量与最小年降水量的比值(即极值比)较大、年降水量变差系数较大和年际间丰枯变化频繁等特点。
淮河流域雨量站的年降水量极值比一般为2~4,极值比最大的站点为河南省老君站,1975年降水量为2279.2mm,1992年降水量仅400.0mm,年降水极值比达5.7。在流域面上,极值比还表现出南部小于北部、山区小于平原、淮北平原小于滨海平原等特点。
最大年降水量与最小年降水量的差值(即极差),从绝对量上反映降水的年际变化。大多数雨量站的极差在600~1500mm,极差最大的站点为信阳市大庙畈站,1956年降水量为2804.7mm,1957年降水量为680.6mm,极差为2124.1mm。
淮河流域主要雨量站1956—2000年系列降水量、极值比与极差情况统计见表8.3-2。
表8.3-2 淮河流域主要雨量站1956—2000年系列降水量、极值比与极差情况统计

续表

年降水量变差系数CV值的大小反映出降水量的多年变化规律,CV值越小,降水量年际变化越小;CV值越大,降水量年际变化越大。淮河流域年降水量变差系数CV一般为0.2~0.3。CV值的变化总趋势为自南往北增大。南部大别山区CV值约为0.2,为全区最小,表明该区降水不但丰沛,而且较为稳定。
若从历年同时段(同季或汛期)降水量的角度分析,时段降水量的多年变化则更为剧烈。
4.连丰、连枯水年分析
连丰、连枯水年分析一般采用偏丰水年和丰水年
,相应频率P<37.5%;偏枯水年和枯水年
,相应频率P>62.5%。其中,
为多年平均年降水量;Pi为逐年年降水量;σ为均方差。
按照上述标准判别偏丰水年和丰水年、偏枯水年和枯水年。选择2年或2年以上的连丰年和连枯年,从济南、青岛、蚌埠、淮安4个雨量站的年降水量连丰、连枯分析成果看,降水量连丰年数为2~4年,连枯年数为2~7年,连续枯水的年数明显多于连续丰水的年数。济南站出现连丰年8次,最长达4年;连枯年8次,最长达4年。青岛站出现连丰年8次,最长达4年;连枯年6次,最长达7年。蚌埠(吴家渡)站出现连丰年7次,最长达3年;连枯年6次,最长达4年。淮安站出现连丰年6次,最长达4年;连枯年9次,最长达6年。长短系列统计丰、平、枯年型频次分析见表8.3-3。