泰和縣降雨及侵蝕性降雨變化趨勢分析畢業(yè)論文

注冷裟縈大萼JIANGXIAGRICULTURALUNIVERSITY本科畢業(yè)論文題目：泰和縣降雨及侵蝕性降雨變化趨勢分析學院： 國土資源與環(huán)境學院姓名： 學號： 專業(yè)： 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境 年級： 資環(huán)1001級 指導教師： 職稱：副教授2014年5月目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要、關鍵詞 ..2Abstract ..30 前言 4\o"CurrentDocument"研究區(qū)域概括 4\o"CurrentDocument"數(shù)據(jù)來源及研究方法 ..42.1數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)處理 42.2研究方法 ..52.2.1日降雨量的測定 .52.2.2侵蝕性降雨的基本雨量標準 .52.2.3趨勢檢驗 .52.2.4降雨事件頻率 .6數(shù)據(jù)分析 63.1年降雨量及侵蝕性降雨量特征分析 .63.2降雨量及侵蝕性降雨隨季節(jié)分配特征 .73.3侵蝕性降雨量不同時間尺度變化趨勢 83.4降雨事件頻率分析 9\o"CurrentDocument"結論 10參考文獻 11\o"CurrentDocument"致謝 12泰和縣降雨及侵蝕性降雨變化趨勢分析摘要：基于泰和縣（北緯26°27”-2659”，東經(jīng)114°57”-11520”）1981年~2010年的降水數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出泰和縣降雨以及侵蝕性降雨的年平均雨量、 月雨量、累計各月最大日雨量、暴雨和大暴雨等降雨事件頻率等。 并通過系統(tǒng)分析，探究降雨的時間特征和降雨年度的規(guī)律性，研究分析表明：泰和縣的 30年間平均降雨量約 1437.9mm，侵蝕性降雨量約1124.75mm，30年來降雨量、侵蝕性降雨量呈現(xiàn)不顯著的減少趨勢， 但年際變化逐漸增大。夏、秋兩季降雨量呈不顯著的增、減趨勢， 春、冬兩季則不顯著的減、增趨勢。每7年至8年就會有一年的暴雨事件就會頻繁發(fā)生，且暴雨事件主要集中在每年的 6月份。關鍵詞：泰和縣；降雨量；侵蝕性降雨量；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蝕最嚴重的地區(qū)之一，土壤以紅壤為主，極易流失⑴自1950年代至1990年代，吉泰盆地人口增長了近兩倍，加上單一的經(jīng)濟結構、不合理的開發(fā)，水土流失問題日益嚴重，生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化。而降雨，尤其暴雨等極端降雨事件是土壤侵蝕的主要外動力因素。降雨量及侵蝕性降雨在年際及時間尺度上的演變特征分析對該區(qū)水土流失預報、水土保持規(guī)劃制定等具有重要實踐意義⑵。降雨及侵蝕性降雨的變化是土壤侵蝕機理及水土流失防治研究的重要內容⑻o本文以吉泰盆地泰和縣為研究區(qū)域，基于長時間序列降雨數(shù)據(jù)，對該區(qū)降雨量、侵蝕性降雨量的年、季、月等不同尺度的變化趨勢進行系統(tǒng)分析，以期為該地區(qū)土壤侵蝕研究及水土流失治理提供科學依據(jù)。1研究區(qū)域概況泰和縣（北緯26°27"-2659”，東經(jīng)114°57”-11520''），面積2667km2,位于贛中南吉泰盆地腹地，地處井岡山下。縣境屬典型的亞熱帶濕潤季風氣候，水熱資源豐富，年平均氣溫18.6C,無霜期281d，降雨主要集中在夏季，四季分明、熱量豐富、雨量豐沛。境內地貌以山地、丘陵為主，地勢自東、西兩側向中部逐漸下降，最高海拔1200余mo贛江貫穿中部，過境河段長達60km，11條支流均匯歸贛江，構成羽狀的贛江水系。土壤類型主要有紅壤、紅壤性土、黃紅壤等。水土流失嚴重，是江西土壤侵蝕最嚴重的地區(qū)之一 [4]o2數(shù)據(jù)來源及研究方法2.1數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)處理泰和縣1981—2010年30年日降雨量資料，來源于江西省氣候中心。對數(shù)據(jù)進行整理，分析年、季、月不同尺度降雨量、侵蝕性降雨量的變化趨勢、極端降雨事件頻率，并進行趨勢變化分析。按氣象習慣，視3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季，4—9月視為汛期進行分析。進行極端降雨事件的頻率分析中，日雨量在 0.1—9.9mm的降水為小雨，10—24.9mm為中雨，25—49.9mm為大雨，50—99.9mm為暴雨，100—250mm為大暴雨。大于250mm為特大暴雨[9]。分析前將數(shù)據(jù)進行標準化處理，計算公式如下：Ei=（ai-a均）/S其中“Ei”表示標準化后的值，“a均”表示算術平均值，“s”為樣本方差即標準差，s的計算公式如下：21/2S=[1/n-1藝⑻-a均）2]2.2研究方法2.2.1日降雨量的測定一定時間內從天空降落到地面某一單位面積上的雨水，未經(jīng)蒸發(fā)、滲透、流失而在水面上積聚的水層深度，稱為降雨量（mm）,它可以直觀地表示降雨的多少。本文用于測定降雨量的儀器包括雨量筒和量杯。雨量筒的直徑為 20cm內裝一個漏斗和一個瓶子。量杯的直徑為4cm與雨量筒是配套使用的。測量時，將雨量筒中的雨水倒在量杯中，根據(jù)杯上的刻度即得到當天的日降雨量。2.2.2侵蝕性降雨的基本雨量標準土壤侵蝕總是由位于某一臨界值以上的降雨所引起，這個臨界雨量值就是一般所稱的侵蝕性降雨的基本雨量標淮。為了消除偶然性因素的影響，采用 80%經(jīng)驗頻率的分析方法，確定江西紅壤坡地侵蝕性降雨標準 ，得一個較為普遍而又準確的侵蝕性降雨的基本日雨量標準為12mm。所采用的經(jīng)驗頻率公式如下：P=m/n+1X100%式中P為經(jīng)驗頻率值（％），m為某一雨量值的序列號，n為序列的總樣本數(shù)。2.2.3趨勢檢驗采用氣象水文分析中常用的 Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計法[5~6],利用數(shù)據(jù)序列的秩來判斷變量間的相關程度，比較客觀地表示數(shù)據(jù)序列是否具有隨年序變化的趨勢。除了趨勢檢驗，同時采用 Sen提出的趨勢傾斜度（B）估算法來估算時段內趨勢變化程度⑺。224降雨事件頻率暴雨尤其是大暴雨的發(fā)生是吉泰盆地水土流失的重要氣象因素，對其發(fā)生頻率和重現(xiàn)期的分析，對土壤侵蝕規(guī)律研究具有重要科學意義。頻率是重復試驗中,某事件出現(xiàn)的次數(shù)與試驗總次數(shù)的比值。重現(xiàn)期則是某隨機變量的取值在長時期內出現(xiàn)的平均年數(shù)（多少年一遇）⑹。3結果與分析3.1年降雨量及侵蝕性降雨量特征分析泰和縣1981—2010年30年間平均年降雨量1437.9mm,平均侵蝕性降雨量1124.75mm（表1）。年降雨量與多年平均狀況比較，20世紀80年代初期降雨量略大（+7.9%），而進入86年后降雨量明顯偏少（—13.6%），5a尺度上，20世紀除最初5年，各年降雨量值呈現(xiàn)波動增加趨勢，最近 5年又略微有所下降。年侵蝕性降雨與降雨量變化基本關系相當，最初5年最高，隨后驟降至最低，繼而穩(wěn)定上升，但進入21世紀后隨后5年降雨量再次下降。如圖（圖1）所示。表1年降雨量及侵蝕性降雨量5年尺度上分析年降雨量（mm） 年侵蝕性降雨量（mm）均值標準差變異系數(shù)均值標準差變異系數(shù)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

圖1年降雨量及侵蝕性降雨量5年尺度上分析3.2降雨量及侵蝕性降雨量隨月份、季節(jié)分配特征泰和縣降雨量季節(jié)分配不均，30年平均情況下，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月降雨量較少（圖2）。春、夏兩季占78%左右,秋、冬季占22%（圖3）。月尺度上，降雨集中在4—6月，該時段降雨量最高可達400mm左右。侵蝕性降雨集中在春、夏兩季。春、夏、秋3季節(jié)中，月均侵蝕性降雨量與月均降雨量相比變化相似，但變化幅度較小。冬季侵蝕性降雨量很少。圖230年月平均降雨量與月侵蝕性降雨量變化

ooooooOoooooO6543213口降雨量ooooooOoooooO6543213口降雨量■侵蝕性隆蕭呈圖3降雨量隨季節(jié)分配規(guī)律3.3侵蝕性降雨量不同時間尺度變化趨勢與年降雨量變化趨勢相似，泰和縣侵蝕性降雨量 30a來呈現(xiàn)不顯著的減少趨勢（表2），年均變率為-0.514~0.941，0.238mm/a,夏、秋兩季及汛期變化趨勢不顯著，方向分別為增、減和減。月尺度上，4月、11月和6月表現(xiàn)出程度不等的顯著變化趨勢，方向分別為減、減和增，其他 9個月份雖然變化方向不一致，但趨勢均不顯著。為分析季節(jié)、月降雨量變化對年降雨量變化的影響程度，首先對自變量進行共線性診斷，相關分析法確定與年降雨量顯著相關的因子（時段） ，然后采用因子分析法確定各因子的方差貢獻率。結果表明，季節(jié)尺度上，與年降雨量變化顯著相關的時段為春、秋、夏3季，對年降雨量變化的貢獻率分別為38.8%,32.6%,28.6%。說明雖然泰和縣30年來四季降雨量變化趨勢有差異，但對年降雨量變化趨勢起決定影響的仍是夏、春兩季，影響力共71.4%。年代間比較，20世紀80年代，尤其是21世紀前5a的降雨離散性大。5a尺度上，各年代侵蝕性降雨量變異系數(shù)呈現(xiàn)波動中不顯著增加趨勢。較全年降雨量，泰和縣多年平均侵蝕性降雨量的季節(jié)分配更集中于春、夏兩季。

表2降雨量及侵蝕性降雨量不同時間尺度上變化時段劃分 降雨量 侵蝕性降雨量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：“***” 分別表示信度達0.001,0.01,0.05的顯著水平，“NS”代表不顯著，“―”表示不涉及。“Z” 、“P”分別表示趨勢檢驗法中的統(tǒng)計量和顯著性。3.4各等級降雨量所占比例分析對泰和縣的降雨以5年為尺度進行統(tǒng)計，其中小雨約占總雨量的24.41%，中雨越占總雨量的25.16%,大雨約占總雨量的29.24%,暴雨約占總雨量的2.84%,大暴雨越占總雨量的8.32%,30年來沒有日雨量大于250mn的特大暴雨發(fā)生(表3)。小雨和中雨占總雨量的比例基本相當，且占據(jù)總雨量的一半左右，大雨所占比例最大，大暴雨所占比例最小。小雨年計變化不大，基本占總雨量的1/4。中雨所占比例最不穩(wěn)定，跨度在10%左右，大雨所占比例從20世紀80年代開始逐步增加至96年后增加至最大隨后又開始逐步減少。暴雨除1996~2000年期間有所減少外，總體呈現(xiàn)遞增趨勢。大暴雨在20世紀80年代初呈現(xiàn)增長趨勢，1991~1996年驟減至3.77%,隨后5年突然驟增至最大13.33%,進入本世紀后再次呈現(xiàn)減少趨勢。表35年尺度上降雨量分布年份降雨量占總雨量的百分比（%）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結論泰和縣位于長江中下游丘陵地區(qū)，水量豐富，為降雨提供了豐富的水分來源。但降雨量、侵蝕性降雨量在時間上的分配有一定的差異。本文利用泰和縣 1981—2010年30a日降雨量資料，從年、季、月等不同尺度，對降雨量、侵蝕性降雨量長時間序列的變化趨勢進行了系統(tǒng)分析， 以期為該地區(qū)土壤侵蝕研究及水土流失治理提供科學依據(jù)。 結果表明：（1） 泰和縣1981—2010年30年間平均降雨量為1437.9mm侵蝕性降雨量為1124.75mm年際變化逐漸增大，變異系數(shù)分別為22.4%,和20.93%。全年降雨量的78%侵蝕性降雨量的83.2%集中在春、夏兩季，主要在4—6月，且集中性逐漸增強。（2） 30年來降雨量、侵蝕性降雨量總體呈現(xiàn)不顯著的減少趨勢。季節(jié)、月尺度演變趨勢差異較大，降雨量與侵蝕性降雨量變化規(guī)律相似， 均表現(xiàn)出夏、秋兩季降雨量呈不顯著的增、減趨勢，春、冬兩季則呈顯著的減、增趨勢。 4月、11呈顯著減少趨勢，而6月呈顯著增加趨勢。(3)各等級降雨事件中，大雨降雨量所占比例最大，小雨和中雨降雨量大致各占據(jù)總降雨量的1/4，日雨量大于50mm勺暴雨事件除1986年外，30年來每年均有發(fā)生，與上世紀相比，本世紀初10年暴雨降雨量占總降雨量的百分比呈現(xiàn)顯著的增加趨勢，且越來越集中在每年的 6月份，泰和縣應當采取適當?shù)臎Q策預防和防護可能發(fā)生的災害，同時，在生