阳山县1971—2020年降水特性分析

何际斌

（广东省水文局清远水文分局，广东 清远 511599）

0 引言

阳山县位于广东省西北部、清远市中部，面积3418 km2，地处南岭山脉南麓，连江中游，属粤北山区地带，地形复杂，总体地形为南、北高峻，并以单斜山地不规则地由两端向腹地倾斜，形成中间低缓，四周较高的船形地貌。境内大小河流众多，河流落差大，主要河流有连江干流、青莲水、七拱河、洞冠水、庙公坑等。1971—2020年阳山县发生了多场次洪水，比较大的年份有1972、1973、1982、1994、1996、1997、2006、2012、2013、2014 和2015 年。同时也有一些干旱年份，如1977、1983、1985、1988、1989、1991、1999、2003、2007 和2020 年。水旱灾害对当地的人民生活、社会生产、经济建设产生很大影响。分析研究当地多年降雨情况，对当地城镇防洪抗旱、人民生活、水资源管理规划、农业生产、社会经济建设发展以及保障人民群众生命财产安全具有重要的意义。

1 研究资料和方法

1.1 研究资料

选取1971—2020 年阳山县境内13 个代表雨量站的降水资料。选取的雨量站点分别为：九龙坪、扶村、黄麖塘、小江、阳山、太平（阳山）、隔水、杜步、上洞、东坑坪、大陂、曹田坑、青莲。各站点分布在全县各地，附近都具有代表的相关河流（见图1），对研究全县整体降雨具有很好的代表性。

图1 阳山县雨量站点分布图

1.2 降雨类别分类

按照《降雨量观测规范》（SL 21-2015）及广东省降雨强度等级划分标准，日降水量以08 时为日分界，即从昨日08 时至今日08 时的降水量为昨日降水量，日降雨量大于等于50 mm 统计为一个暴雨日，大于等于100 mm统计为一个大暴雨日，大于等于250 mm统计为一个特大暴雨日。

1.3 研究方法

主要运用了数据线性趋势法、相关系数法和数理统计法等研究方法，对阳山县1971—2020年的雨量资料按年、月、日以及暴雨极值等情况进行统计分析[1，2]。

数据线性趋势法是对观察期的时间序列资料表现为近似一直线时采用的一种预测方法[2]。

相关系数法是通过在坐标轴上绘制两个变量的散点图，利用样本相关系数推断总体两个变量是否相关，描述了两个变量间的联系紧密程度。计算公式如下：

相关系数R越接近1，说明二者的拟合相关程度越好[2]。

数理统计法主要是利用样本的平均数、最大最小值、标准差、均方等有关统计量来对实测数据进行有关分析研究得到所需结果的一种科学方法[2]。

2 年降雨分析

2.1 1971—2020年年降雨情况

根据广东省水文局雨量站实测资料，阳山县13个代表雨量站1971—2020年年降雨情况见表1。

表1 阳山县1971—2020年年降雨量统计表mm

注：隔水站1977年设立，青莲站由1974年恢复测量。

根据13个代表雨量站资料，通过算术平均法计算阳山县各年降雨量，绘制全县年降雨量变化趋势图（见图2）。

图2 阳山县1971—2020年年降雨量变化趋势图

由表1可知，阳山县1971—2020年平均年降雨量为1 756.0 mm，其中1973 年降雨量最大，为2 549.2 mm，1991年降雨量最小，为1 182.8 mm。结合图1，全县降雨呈现上洞—东坑坪—阳山—隔水—太平（阳山）为主线，分别向北部和南部减少的情况，即中间多两边少，与该县的地形密切相关。

阳山县1971—2020 年年降雨极值情况见表2，按流域划分统计该县不同地区降雨情况见表3，按10年一个时期分析降雨量变化情况见表4。

表2 阳山县1971—2020年年降雨量极值情况

表3 阳山县1971—2020年年降雨量分流域统计表mm

表4 阳山县1971—2020年10年期降雨情况统计表mm

由表1～4 以及图2 分析，1971—2020 年阳山县降雨特点如下：①年降雨量年际变化大，最大年降雨值是最小年降雨值的2.2 倍，最大年降雨值大于平均值45.2%，最小年降雨值小于平均值32.6%；②降水空间分布不均匀，青莲水、七拱河总体降雨较多，连江（干流中游，含庙公坑）、洞冠水（中下游）总体降水较少，结合地形及站点分布情况，可以得出降雨较多的地方主要为河流中上游地区，在迎风坡的位置且海拔较高，极易形成降雨，隔水、上洞和东坑坪3 个站点年平均降雨量超过2000 mm；③从年降水趋势线来看，阳山县降雨总体随着时间的推移呈现逐渐增多的情况；④在20 世纪70 年代初期、20 世纪90 年代中期、21 世纪00 年代中期以及近10 年来都出现了降雨高峰期，降雨较多的年份有1973 年（2 549.2 mm）、2016 年（2 424.4 mm）、2015年（2 359.5 mm）、1994年（2 334.1 mm）、2006年（2 320.4 mm）；⑤在80 年代后期90 年代初期，21 世纪00年代初期出现一个降雨低值期，降雨较少的年份有1991 年（1 182.8 mm）、1989 年（1 249.1 mm）、1986年（1 256.3 mm）和2004年（1 278.7 mm）。

2.2 年降雨天数

阳山县1971—2020年年降雨天数情况见图3。

图3 阳山县1971—2020年年降雨天数走势图

统计阳山县1971—2020 年年降雨天数可以得知：①1971—2020 年阳山县平均年降雨天数为143 d，接近全年天数的四成，总体降雨天数较多，密度较大。②阳山县的降雨天数呈现随着时间变化而逐渐增多的情况。③降雨天数最多的年份是2012年（183 d，全年平均每2 d 就有一次降雨），比多年平均降雨天数多40 d；降雨天数最少的年份是1971 年（112 d），比多年平均降雨天数偏少31 d；降雨天数最多比最少多71 d。④1971—2020 年阳山县出现过几个降雨天数高峰期，分别是20 世纪70年代中期和近10 年，降雨天数较多的年份有2012年（183 d）、2015年（177 d）、1975年（171 d）、2016年（164 d）、2019年（163 d）、2018年（160 d）；同时也出现了几个降雨天数低值期，分别是20 世纪70 年代初期、20 世纪80 年代末和90 年代初期、21 世纪初期，降雨天数比较少的年份有1971年（112 d）、2004年（119 d）、2003年（121 d）、1990年（121 d）、1986年（121 d）、1992年（122 d）。

3 月降雨分析

阳山县1971—2020年月平均降雨情况（见图4）。

图4 1971—2020年阳山县月平均降雨统计

由图4 可知：①阳山县1971—2020 年降雨呈现标准的单峰型分布形状，降雨主要集中在3～8月，占全年降雨总量的78%。②4～6 月受西南季风等影响，降雨最多；7～8月受热带气旋影响，降雨较多；1～2月、10～12月天气比较干旱，降雨较少。③年内降雨两极分化严重，最多降雨月份降雨量（5月317.1 mm）是最少降雨月份降雨量（12月44.9 mm）的7倍。

4 日降雨分析

4.1 日平均降雨

阳山县1971—2020 年有降雨日子的日平均雨量情况见图5。

图5 阳山县1971—2020年日平均降雨图

经统计，阳山县1971—2020年有降雨日子的日平均雨量为12.3 mm，最大日平均降雨出现在1994年为16.6 mm，最小日平均降雨出现在1991 年为9.6 mm，最大是最小的1.73倍。由图5可知，阳山县日平均雨量呈缓慢增加的趋势，在20 世纪70 年代初期和90年代中期、21世纪00年代和10年代都有高值发生。

4.2 日最大降雨

阳山县1971—2020年日最大降雨情况见图6。

图6 阳山县1971—2020年日最大降雨图

由图6可知，阳山县1971—2020年平均日最大降雨量为175.2 mm，其中排位前二的日最大降雨有2006 年的362.9 mm 和1982 年的360.7 mm。同时，由趋势线可知，日最大降雨也呈现逐渐增加的趋势，说明阳山县的降雨强度也在逐渐加大，出现单日更大日最大降雨的概率也在逐渐加大。

5 暴雨分析

5.1 暴雨天数走势

阳山县1971—2020 年日降雨量不小于50 mm（暴雨量）的天数统计见图7。

图7 阳山县1971—2020年暴雨天数走势图

由图7可知，暴雨天数在逐步增多，而且增加的幅度也较大。特别是进入21世纪后，暴雨天数频次加大。暴雨天数出现较多的年份有1973年（11.5 d）、1994年（9.8 d）、2010年（9.3 d）和2016年（10.8 d）。

5.2 暴雨日数与年降雨量的关系

将阳山县1971—2020 年暴雨天数与年降雨量绘制在同一个坐标轴（见图8），通过数学相关系数法分析它们的相关程度（见图9），可以看出暴雨天数与年降雨量走势基本一致，两者的相关系数R为0.8 674，相关关系显著[1]。说明阳山县降雨多的年份，出现暴雨的概率也大。

图8 阳山县1971—2020年暴雨天数与年降雨量图

图9 阳山县1971—2020年暴雨天数与年降雨量相关关系图

5.3 月暴雨天数分布情况

阳山县1971—2020 年逐月暴雨天数分布情况见表5。

表5 阳山县1971—2020年逐月暴雨天数分布情况

由表6 可知，全年暴雨天数主要集中发生在5月和6 月，占全年的42.8%。这和逐月平均雨量的分布基本一致，说明降雨多的月份，出现暴雨的概率也大。

5.4 极值分析

阳山县1971—2020年日降雨量超过250 mm站点统计见表7。由表7 可知：①阳山县1971—2020年出现单日特大暴雨的情况一共发生11d/站次，极值暴雨多发频发。②隔水、九龙坪两站分别发生3 d/站次的极值暴雨，说明该两站附近区域的自然灾害形势比较严峻。③由2006 年7 月、1982 年5 月特大暴雨引发的极值暴雨站点分别有3 个，从侧面说明了两场暴雨对阳山县的影响程度。④单日超过300 mm 有3 d/站次，东坑坪日最大降雨达362.9 mm，超200 a 一遇；隔水日最大降雨达360.7 mm，超200 a一遇；九龙坪日最大降雨达305.6 mm，接近50 a一遇。

表7 阳山县1971—2020年日降雨量超250 mm站点统计表

6 结语

（1）阳山县1971—2020 年年平均降雨量为1 756.0 mm，年降雨量年际变化大，降水空间分布不均匀，年降雨量总体呈现不断增加的趋势；全年平均降雨天数为143 d，降雨密度较大，而且降雨天数也呈现随着时间变化而逐渐增多的情况。

（2）日平均降雨和日最大降雨都呈现逐渐增大的情况。随着时间的变化，阳山县暴雨天数逐渐走高，暴雨日数又与年降雨量密切相关，降雨量多的年份，暴雨天数也相应的增多，尤其在5～6月，出现暴雨的概率更大。

（3）3～8月是全年降雨的集中期，4～6月降雨最多，当地有关部门需要密切关注城镇防洪和乡村山洪地质灾害防御。收集到了阳山县极值暴雨发生频率较高的站点，相关部门可对这些区域进行重点防御。