泰和縣降雨及侵蝕性降雨變化趨勢(shì)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(shì)分析學(xué)院： 國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)： 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境 年級(jí)： 資環(huán)1001級(jí) 指導(dǎo)教師： 職稱：副教授2014年5月目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要、關(guān)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(cè)定 .52.2.2侵蝕性降雨的基本雨量標(biāo)準(zhǔn) .52.2.3趨勢(shì)檢驗(yàn) .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(shí)間尺度變化趨勢(shì) 83.4降雨事件頻率分析 9\o"CurrentDocument"結(jié)論 10參考文獻(xiàn) 11\o"CurrentDocument"致謝 12泰和縣降雨及侵蝕性降雨變化趨勢(shì)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?dāng)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出泰和縣降雨以及侵蝕性降雨的年平均雨量、 月雨量、累計(jì)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(shí)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(shì)， 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(shì)， 春、冬兩季則不顯著的減、增趨勢(shì)。每7年至8年就會(huì)有一年的暴雨事件就會(huì)頻繁發(fā)生，且暴雨事件主要集中在每年的 6月份。關(guān)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(yán)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(zhǎng)了近兩倍，加上單一的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、不合理的開發(fā)，水土流失問題日益嚴(yán)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(dòng)力因素。降雨量及侵蝕性降雨在年際及時(shí)間尺度上的演變特征分析對(duì)該區(qū)水土流失預(yù)報(bào)、水土保持規(guī)劃制定等具有重要實(shí)踐意義⑵。降雨及侵蝕性降雨的變化是土壤侵蝕機(jī)理及水土流失防治研究的重要內(nèi)容⑻o本文以吉泰盆地泰和縣為研究區(qū)域，基于長(zhǎng)時(shí)間序列降雨數(shù)據(jù)，對(duì)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(shì)進(jìn)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(xué)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(rùn)季風(fēng)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(nèi)地貌以山地、丘陵為主，地勢(shì)自東、西兩側(cè)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(zhǎng)達(dá)60km，11條支流均匯歸贛江，構(gòu)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(yán)重，是江西土壤侵蝕最嚴(yán)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(shì)、極端降雨事件頻率，并進(jìn)行趨勢(shì)變化分析。按氣象習(xí)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(jìn)行分析。進(jìn)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(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算公式如下：Ei=（ai-a均）/S其中“Ei”表示標(biāo)準(zhǔn)化后的值，“a均”表示算術(shù)平均值，“s”為樣本方差即標(biāo)準(zhǔn)差，s的計(jì)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(cè)定一定時(shí)間內(nèi)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(cè)定降雨量的儀器包括雨量筒和量杯。雨量筒的直徑為 20cm內(nèi)裝一個(gè)漏斗和一個(gè)瓶子。量杯的直徑為4cm與雨量筒是配套使用的。測(cè)量時(shí)，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(dāng)天的日降雨量。2.2.2侵蝕性降雨的基本雨量標(biāo)準(zhǔn)土壤侵蝕總是由位于某一臨界值以上的降雨所引起，這個(gè)臨界雨量值就是一般所稱的侵蝕性降雨的基本雨量標(biāo)淮。為了消除偶然性因素的影響，采用 80%經(jīng)驗(yàn)頻率的分析方法，確定江西紅壤坡地侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn) ，得一個(gè)較為普遍而又準(zhǔn)確的侵蝕性降雨的基本日雨量標(biāo)準(zhǔn)為12mm。所采用的經(jīng)驗(yàn)頻率公式如下：P=m/n+1X100%式中P為經(jīng)驗(yàn)頻率值（％），m為某一雨量值的序列號(hào)，n為序列的總樣本數(shù)。2.2.3趨勢(shì)檢驗(yàn)采用氣象水文分析中常用的 Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)法[5~6],利用數(shù)據(jù)序列的秩來判斷變量間的相關(guān)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(shì)。除了趨勢(shì)檢驗(yàn)，同時(shí)采用 Sen提出的趨勢(shì)傾斜度（B）估算法來估算時(shí)段內(nèi)趨勢(shì)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?dú)庀笠蛩兀瑢?duì)其發(fā)生頻率和重現(xiàn)期的分析，對(duì)土壤侵蝕規(guī)律研究具有重要科學(xué)意義。頻率是重復(fù)試驗(yàn)中,某事件出現(xiàn)的次數(shù)與試驗(yàn)總次數(shù)的比值。重現(xiàn)期則是某隨機(jī)變量的取值在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)的平均年數(shù)（多少年一遇）⑹。3結(jié)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(jì)80年代初期降雨量略大（+7.9%），而進(jìn)入86年后降雨量明顯偏少（—13.6%），5a尺度上，20世紀(jì)除最初5年，各年降雨量值呈現(xiàn)波動(dòng)增加趨勢(shì)，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(guān)系相當(dāng)，最初5年最高，隨后驟降至最低，繼而穩(wěn)定上升，但進(jìn)入21世紀(jì)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(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)均值標(biāo)準(zhǔn)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(shí)段降雨量最高可達(dá)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(shí)間尺度變化趨勢(shì)與年降雨量變化趨勢(shì)相似，泰和縣侵蝕性降雨量 30a來呈現(xiàn)不顯著的減少趨勢(shì)（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(shì)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(shì)，方向分別為減、減和增，其他 9個(gè)月份雖然變化方向不一致，但趨勢(shì)均不顯著。為分析季節(jié)、月降雨量變化對(duì)年降雨量變化的影響程度，首先對(duì)自變量進(jìn)行共線性診斷，相關(guān)分析法確定與年降雨量顯著相關(guān)的因子（時(shí)段） ，然后采用因子分析法確定各因子的方差貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明，季節(jié)尺度上，與年降雨量變化顯著相關(guān)的時(shí)段為春、秋、夏3季，對(duì)年降雨量變化的貢獻(xiàn)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(shì)有差異，但對(duì)年降雨量變化趨勢(shì)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(jì)80年代，尤其是21世紀(jì)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(dòng)中不顯著增加趨勢(shì)。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(shí)間尺度上變化時(shí)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(dá)0.001,0.01,0.05的顯著水平，“NS”代表不顯著，“―”表示不涉及?！癦” 、“P”分別表示趨勢(shì)檢驗(yàn)法中的統(tǒng)計(jì)量和顯著性。3.4各等級(jí)降雨量所占比例分析對(duì)泰和縣的降雨以5年為尺度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(dāng)，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(jì)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(jì)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(shì)。大暴雨在20世紀(jì)80年代初呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，1991~1996年驟減至3.77%,隨后5年突然驟增至最大13.33%,進(jìn)入本世紀(jì)后再次呈現(xiàn)減少趨勢(shì)。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(jié)論泰和縣位于長(zhǎng)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(shí)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(duì)降雨量、侵蝕性降雨量長(zhǎng)時(shí)間序列的變化趨勢(shì)進(jìn)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(xué)依據(jù)。 結(jié)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(qiáng)。（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(shì)。季節(jié)、月尺度演變趨勢(shì)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(shì)，春、冬兩季則呈顯著的減、增趨勢(shì)。 4月、11呈顯著減少趨勢(shì)，而6月呈顯著增加趨勢(shì)。(3)各等級(jí)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(jì)相比，本世紀(jì)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(shì)，且越來越集中在每年的 6月份，泰和縣應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)臎Q策預(yù)防和防護(hù)可能發(fā)生的災(zāi)害，同時(shí)，在生