泰和县降雨及侵蚀性降雨变化趋势分析毕业论文

注冷裟縈大萼JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY本科毕业论文题目：泰和县降雨及侵蚀性降雨变化趋势分析学院： 国土资源与环境学院姓名： 学号： 专业： 农业资源与环境 年级： 资环1001级 指导教师： 职称：副教授2014年5月目录TOC\o"1-5"\h\z摘要、关键词 ..2Abstract ..30 前言 4\o"CurrentDocument"研究区域概括 4\o"CurrentDocument"数据来源及研究方法 ..42.1数据来源及数据处理 42.2研究方法 ..52.2.1日降雨量的测定 .52.2.2侵蚀性降雨的基本雨量标准 .52.2.3趋势检验 .52.2.4降雨事件频率 .6数据分析 63.1年降雨量及侵蚀性降雨量特征分析 .63.2降雨量及侵蚀性降雨随季节分配特征 .73.3侵蚀性降雨量不同时间尺度变化趋势 83.4降雨事件频率分析 9\o"CurrentDocument"结论 10参考文献 11\o"CurrentDocument"致谢 12泰和县降雨及侵蚀性降雨变化趋势分析摘要：基于泰和县（北纬26°27”-2659”，东经114°57”-11520”）1981年~2010年的降水数据，统计出泰和县降雨以及侵蚀性降雨的年平均雨量、 月雨量、累计各月最大日雨量、暴雨和大暴雨等降雨事件频率等。 并通过系统分析，探究降雨的时间特征和降雨年度的规律性，研究分析表明：泰和县的 30年间平均降雨量约 1437.9mm，侵蚀性降雨量约1124.75mm，30年来降雨量、侵蚀性降雨量呈现不显著的减少趋势， 但年际变化逐渐增大。夏、秋两季降雨量呈不显著的增、减趋势， 春、冬两季则不显著的减、增趋势。每7年至8年就会有一年的暴雨事件就会频繁发生，且暴雨事件主要集中在每年的 6月份。关键词：泰和县；降雨量；侵蚀性降雨量；暴雨事件AnalysisofTaiheCountyrainfallanderosiverainfalltrendAbstract:BasedontheTaiheCounty(26°27'59-26°northlatitude',Iongitude114°57'115°20')precipitationdatafrom1981to2010,ThestatisticsofTaiheCountyrainfallanderosiverainfallaverageannualrainfall,rainfall,accumulatedthemaximumdailyrainfall,rainfallandrainfallfrequency.Andthroughtheanalysisofthesystem,regulartimecharacteristicandtherainfallannualrainfallofthestudy,researchandanalysisshowsthat:duringthepast30years,theaveragerainfallofTaiheCountyis1437.9mm,erosiverainfallis1124.75mm.Theinterannualvariationofgraduallyincreasing.In30years,RainfallErosiveRainfallshowednosignificantdecreasingtrend.Summer,autumntwoseasonrainfallwasnotsignificantlyincreased,decreased,spring,wintertwoseasonisnotsignificantlyreduced,increasingtrend.Every7to8yearsofheavyraineventswillbeayearoffrequentoccurrenee,andtheraineventsmainlyconcentratedintheyearJune.Keywords:TaiheCounty；Rainfall；Erosiverainfall；Torrentialrainfallevent0刖言吉泰盆地是江西土壤侵蚀最严重的地区之一，土壤以红壤为主，极易流失⑴自1950年代至1990年代，吉泰盆地人口增长了近两倍，加上单一的经济结构、不合理的开发，水土流失问题日益严重，生态环境持续恶化。而降雨，尤其暴雨等极端降雨事件是土壤侵蚀的主要外动力因素。降雨量及侵蚀性降雨在年际及时间尺度上的演变特征分析对该区水土流失预报、水土保持规划制定等具有重要实践意义⑵。降雨及侵蚀性降雨的变化是土壤侵蚀机理及水土流失防治研究的重要内容⑻o本文以吉泰盆地泰和县为研究区域，基于长时间序列降雨数据，对该区降雨量、侵蚀性降雨量的年、季、月等不同尺度的变化趋势进行系统分析，以期为该地区土壤侵蚀研究及水土流失治理提供科学依据。1研究区域概况泰和县（北纬26°27"-2659”，东经114°57”-11520''），面积2667km2,位于赣中南吉泰盆地腹地，地处井冈山下。县境属典型的亚热带湿润季风气候，水热资源丰富，年平均气温18.6C,无霜期281d，降雨主要集中在夏季，四季分明、热量丰富、雨量丰沛。境内地貌以山地、丘陵为主，地势自东、西两侧向中部逐渐下降，最高海拔1200余mo赣江贯穿中部，过境河段长达60km，11条支流均汇归赣江，构成羽状的赣江水系。土壤类型主要有红壤、红壤性土、黄红壤等。水土流失严重，是江西土壤侵蚀最严重的地区之一 [4]o2数据来源及研究方法2.1数据来源及数据处理泰和县1981—2010年30年日降雨量资料，来源于江西省气候中心。对数据进行整理，分析年、季、月不同尺度降雨量、侵蚀性降雨量的变化趋势、极端降雨事件频率，并进行趋势变化分析。按气象习惯，视3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至次年2月为冬季，4—9月视为汛期进行分析。进行极端降雨事件的频率分析中，日雨量在 0.1—9.9mm的降水为小雨，10—24.9mm为中雨，25—49.9mm为大雨，50—99.9mm为暴雨，100—250mm为大暴雨。大于250mm为特大暴雨[9]。分析前将数据进行标准化处理，计算公式如下：Ei=（ai-a均）/S其中“Ei”表示标准化后的值，“a均”表示算术平均值，“s”为样本方差即标准差，s的计算公式如下：21/2S=[1/n-1艺⑻-a均）2]2.2研究方法2.2.1日降雨量的测定一定时间内从天空降落到地面某一单位面积上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度，称为降雨量（mm）,它可以直观地表示降雨的多少。本文用于测定降雨量的仪器包括雨量筒和量杯。雨量筒的直径为 20cm内装一个漏斗和一个瓶子。量杯的直径为4cm与雨量筒是配套使用的。测量时，将雨量筒中的雨水倒在量杯中，根据杯上的刻度即得到当天的日降雨量。2.2.2侵蚀性降雨的基本雨量标准土壤侵蚀总是由位于某一临界值以上的降雨所引起，这个临界雨量值就是一般所称的侵蚀性降雨的基本雨量标淮。为了消除偶然性因素的影响，采用 80%经验频率的分析方法，确定江西红壤坡地侵蚀性降雨标准 ，得一个较为普遍而又准确的侵蚀性降雨的基本日雨量标准为12mm。所采用的经验频率公式如下：P=m/n+1X100%式中P为经验频率值（％），m为某一雨量值的序列号，n为序列的总样本数。2.2.3趋势检验采用气象水文分析中常用的 Mann-Kendall非参数统计法[5~6],利用数据序列的秩来判断变量间的相关程度，比较客观地表示数据序列是否具有随年序变化的趋势。除了趋势检验，同时采用 Sen提出的趋势倾斜度（B）估算法来估算时段内趋势变化程度⑺。224降雨事件频率暴雨尤其是大暴雨的发生是吉泰盆地水土流失的重要气象因素，对其发生频率和重现期的分析，对土壤侵蚀规律研究具有重要科学意义。频率是重复试验中,某事件出现的次数与试验总次数的比值。重现期则是某随机变量的取值在长时期内出现的平均年数（多少年一遇）⑹。3结果与分析3.1年降雨量及侵蚀性降雨量特征分析泰和县1981—2010年30年间平均年降雨量1437.9mm,平均侵蚀性降雨量1124.75mm（表1）。年降雨量与多年平均状况比较，20世纪80年代初期降雨量略大（+7.9%），而进入86年后降雨量明显偏少（—13.6%），5a尺度上，20世纪除最初5年，各年降雨量值呈现波动增加趋势，最近 5年又略微有所下降。年侵蚀性降雨与降雨量变化基本关系相当，最初5年最高，随后骤降至最低，继而稳定上升，但进入21世纪后随后5年降雨量再次下降。如图（图1）所示。表1年降雨量及侵蚀性降雨量5年尺度上分析年降雨量（mm） 年侵蚀性降雨量（mm）均值标准差变异系数均值标准差变异系数1981〜19851552.05247.070.161211.03202.450.161986~19901242.36254.050.21993.18210.510.211991~19951450.78267.590.211146.01215.630.181996〜20001534.98369.710.281181.92286.230.242001〜20051527.58503.460.341161.24345.610.292006〜20101319.68239.740.151054.46198.820.191981~20101437.91321.320.221124.75235.460.21

图1年降雨量及侵蚀性降雨量5年尺度上分析3.2降雨量及侵蚀性降雨量随月份、季节分配特征泰和县降雨量季节分配不均，30年平均情况下，主要降雨集中在春季，一般5月或6月降雨量最大而7月、12月降雨量较少（图2）。春、夏两季占78%左右,秋、冬季占22%（图3）。月尺度上，降雨集中在4—6月，该时段降雨量最高可达400mm左右。侵蚀性降雨集中在春、夏两季。春、夏、秋3季节中，月均侵蚀性降雨量与月均降雨量相比变化相似，但变化幅度较小。冬季侵蚀性降雨量很少。图230年月平均降雨量与月侵蚀性降雨量变化

ooooooOoooooO6543213口降雨量ooooooOoooooO6543213口降雨量■侵蚀性隆蕭呈图3降雨量随季节分配规律3.3侵蚀性降雨量不同时间尺度变化趋势与年降雨量变化趋势相似，泰和县侵蚀性降雨量 30a来呈现不显著的减少趋势（表2），年均变率为-0.514~0.941，0.238mm/a,夏、秋两季及汛期变化趋势不显著，方向分别为增、减和减。月尺度上，4月、11月和6月表现出程度不等的显著变化趋势，方向分别为减、减和增，其他 9个月份虽然变化方向不一致，但趋势均不显著。为分析季节、月降雨量变化对年降雨量变化的影响程度，首先对自变量进行共线性诊断，相关分析法确定与年降雨量显著相关的因子（时段） ，然后采用因子分析法确定各因子的方差贡献率。结果表明，季节尺度上，与年降雨量变化显著相关的时段为春、秋、夏3季，对年降雨量变化的贡献率分别为38.8%,32.6%,28.6%。说明虽然泰和县30年来四季降雨量变化趋势有差异，但对年降雨量变化趋势起决定影响的仍是夏、春两季，影响力共71.4%。年代间比较，20世纪80年代，尤其是21世纪前5a的降雨离散性大。5a尺度上，各年代侵蚀性降雨量变异系数呈现波动中不显著增加趋势。较全年降雨量，泰和县多年平均侵蚀性降雨量的季节分配更集中于春、夏两季。

表2降雨量及侵蚀性降雨量不同时间尺度上变化时段划分 降雨量 侵蚀性降雨量Z P 3/(mm/a) Z P卩/mm/a)年-0.67NS-0.975-0.51NS-0.544春季-2.21**-0.941-2.34**-0.721夏季0.67NS0.4630.72NS0.431秋季-1.01NS-0.666-0.68NS-0.421冬季2.2**0.238一一一1月1.31NS0.065一一一2月1.45NS0.094一一一3月-0.54NS-0.049一一一4月-2.95***-0.621-2.19**-0.2585月-0.95NS-0.298-0.51NS0.0016月1.71*0.5392.16**0.5067月0.12NS0.052-0.41NS-0.2058月-0.07NS-0.0290.09NS0.0019月-0.08NS-0.076-0.15NS-0.10310月-0.41NS-0.116-1.57NS-0.13211月-2.09**-0.297一一一12月1.01NS0.018一一一注：“***” 分别表示信度达0.001,0.01,0.05的显著水平，“NS”代表不显著，“―”表示不涉及。“Z” 、“P”分别表示趋势检验法中的统计量和显著性。3.4各等级降雨量所占比例分析对泰和县的降雨以5年为尺度进行统计，其中小雨约占总雨量的24.41%，中雨越占总雨量的25.16%,大雨约占总雨量的29.24%,暴雨约占总雨量的2.84%,大暴雨越占总雨量的8.32%,30年来没有日雨量大于250mn的特大暴雨发生(表3)。小雨和中雨占总雨量的比例基本相当，且占据总雨量的一半左右，大雨所占比例最大，大暴雨所占比例最小。小雨年计变化不大，基本占总雨量的1/4。中雨所占比例最不稳定，跨度在10%左右，大雨所占比例从20世纪80年代开始逐步增加至96年后增加至最大随后又开始逐步减少。暴雨除1996~2000年期间有所减少外，总体呈现递增趋势。大暴雨在20世纪80年代初呈现增长趋势，1991~1996年骤减至3.77%,随后5年突然骤增至最大13.33%,进入本世纪后再次呈现减少趋势。表35年尺度上降雨量分布年份降雨量占总雨量的百分比（%）小雨中雨大雨暴雨大暴雨1981〜198524.1928.6928.6210.527.891986〜199024.0825.5429.4811.219.721991〜199523.3330.2730.0312.633.771996〜200022.6422.0231.4310.5913.332001〜200525.6723.6126.9515.618.172006~201026.5920.8928.9816.487.04均值24.4125.1629.2512.838.314结论泰和县位于长江中下游丘陵地区，水量丰富，为降雨提供了丰富的水分来源。但降雨量、侵蚀性降雨量在时间上的分配有一定的差异。本文利用泰和县 1981—2010年30a日降雨量资料，从年、季、月等不同尺度，对降雨量、侵蚀性降雨量长时间序列的变化趋势进行了系统分析， 以期为该地区土壤侵蚀研究及水土流失治理提供科学依据。 结果表明：（1） 泰和县1981—2010年30年间平均降雨量为1437.9mm侵蚀性降雨量为1124.75mm年际变化逐渐增大，变异系数分别为22.4%,和20.93%。全年降雨量的78%侵蚀性降雨量的83.2%集中在春、夏两季，主要在4—6月，且集中性逐渐增强。（2） 30年来降雨量、侵蚀性降雨量总体呈现不显著的减少趋势。季节、月尺度演变趋势差异较大，降雨量与侵蚀性降雨量变化规律相似， 均表现出夏、秋两季降雨量呈不显著的增、减趋势，春、冬两季则呈显著的减、增趋势。 4月、11呈显著减少趋势，而6月呈显著增加趋势。(3)各等级降雨事件中，大雨降雨量所占比例最大，小雨和中雨降雨量大致各占据总降雨量的1/4，日雨量大于50mm勺暴雨事件除1986年外，30年来每年均有发生，与上世纪相比，本世纪初10年暴雨降雨量占总降雨量的百分比呈现显著的增加趋势，且越来越集中在每年的 6月份，泰和县应当采取适当的决策预防和防护可能发生的灾害，同时，在生