水文统计参数地区分布成果可绘制成图,便于查算,据以推求暴雨或洪水等的设计值;还可据以插补短缺水文资料地区的统计参数,进行水文计算。
国际上,约于20世纪30年代开始绘制降水量多年均值的等值线图。各国大都制有各种时段的降水、径流和陆面蒸发的多年均值和变差系数的等值线图,或不同频率时这些水文要素值的等值线图。中国于20世纪50年代开始分析研究,并在1963年正式出版《中国水文图集》。20世纪70年代~80年代,绘制并出版了各种短历时暴雨的统计参数等值线图。1980年~1985年,在首次全国水资源评价时,重新绘制了全国、流域和分省的年降水量、年径流量和年陆面蒸发量均值和变差系数(Cv)等值线图,以及偏差系数/变差系数(Cs/Cv)值的分区图。2006年正式出版了《中国暴雨统计参数图集》,该图集历经8年编制而成,是中国设计暴雨综合研究的最新成果和重要基础资料。
统计参数的地区分布规律:
①均值比较稳定,与区域上的地理、气象与水文特征关系密切,故其地区分布规律较为直观和明显。例如,对于多年平均的年降水量来说,一般离水汽源近的地方,年降水量就多,反之则少;地形对年降水量的影响较大,迎风山坡容易阻挡水汽的流动,使水汽抬升,故比背风山坡的降水为多;地面高程的增加,降水量也往往随之加大。另外,气旋及台风途径也促使降水量增多。中国的年降水量分布一般为:沿海比内陆大,山区比平原大,南方比北方大。径流是降水的产物,故径流量等值钱图和降水量等值线都有较为相似的性质。例如,中国分地带的年降水量和年径流量的均值如表所示。
地区 | 年降水量均值/mm | 年径流量均值/mm |
多雨丰水带(东南华南沿海等地) | >1600 | >800(>1000) |
湿润多水带(长江中下游地区) | 800~1600 | 200~800(300~1000) |
半湿润多水带(华北、陕西、西北山区和东北大部分地区) | 400~800 | 50~200(50~300) |
半干旱少水带(内蒙古草原、黄河上游、西藏东部) | 200~400 | 10~50 |
干旱干涸带(戈壁沙漠地区) | <200 | <10 |
②变差系数的稳定性略逊于均值的稳定性。就洪水而言,Cv与流域形状及流域面积有关,狭长流域的Cv一般要比扇状流域大,小流域的Cv比大流域的大。Cv值还与选取系列的时段长短有关,同一水文要素长时段的Cv值一般要比短时段的小;对有些河流来说,一次洪水可能是尖瘦的单峰,也可能是双峰或多峰,这样短时段洪量的Cv值会小于长时段洪量的Cv值。但时段拉长,Cv值又会慢慢减小。另外,干旱地区各种水文要素的Cv值一般要比湿润地区的Cv值大。例如,年降水量的Cv值:长江以南大多为0.15~0.20;华北平原为0.30~0.40;西北地区为0.30~0.50;东北地区为0.20~0.35。
③偏差系数的估算误差较大,一般根据几十年或百年左右的资料系列都难以得到较为稳定的数据,这样就不易绘制Cs的等值线图。中国通常估算Cs/Cv值,并编制Cs/Cv值的分区图。对于暴雨资料,一般的Cs/Cv值为3~4;对于年降水量和年径流量的资料,-般的Cs/Cv为2~3。美国在20世纪80年代,绘制了洪水的Cs等值线图。
绘制各种统计参数的等值线图或分区值图,常以资料系列较长和较可靠的站为基础,在参照各站统计参数的分布趋势后综合分析定出。