诸暨市降雨特性分析.doc

诸暨市降雨特性分析 （浙江省 浙江 杭州 310020） 摘要：降雨特性分析对一个地区的防洪抗旱有重要意义。本文对诸暨市的降雨量进行了连续小波变换，得到连续小波变换系数的实部、方差、模平方。通过画出降雨量序列小波变换系数的方差图，结合实部以及模平方的变化图，找出了降雨量序列所包含的主要尺度。通过分析各尺度下的连续小波变换系数实部的变化趋势，确定了降雨量序列在各个尺度下的丰枯变换过程。通过分析降雨量的特性可为诸暨市防洪调度工作提供参考。 关键词：诸暨市；降雨量；多尺度分析；连续小波变换；特性分析 1、诸暨市简介 诸暨是越国古都、西施故里，位于浙江省中部偏北、会稽山脉与龙门山脉之间、浦阳江中游，介于东经119°53′～120°32′，北纬29°21′～29°59′之间。诸暨北靠杭州、东依绍兴、南接义乌；距杭州98km，是古城绍兴都市圈的一部分。诸暨市[1][2]域总面积2318km2，自改革开放以来，诸暨坚持“工业立市，开放兴市”的发展战略，经济建设和各项社会事业取得了巨大成就，连续三届跻身“全国农村综合实力百强县（市）”，经济总量进入“浙江省十强县(市)”行列。诸暨拥有袜业、珍珠、铜加工及新型材料、机电装备制造、纺织服装、环保新能源等六大工业产业集群，成为首批国家现代农业示范区。2010年，全国县域经济综合基本竞争力诸暨排名第十三位，是长三角最具投资价值县市。 2011年全市实现生产总值740.02亿元，按可比价计算，增长11.0%；按户籍人口计算，实现人均生产总值69110元，增长10.7%，根据当年平均汇率6.4588折算，达10700美元，首次超过1万美元大关。 2、历史上的洪涝灾害 历史上[3][4]浦阳江流域洪涝灾害频发，浦阳江流域三面为丘陵山区，河流坡陡流急。诸暨安华镇至湄池约57km河段有大陈江、开化江、五泄江和枫桥江4条主要支流来汇，集水面积占流域面积的69%，洪水汇聚，峰高量大。两岸地势平坦低洼，原可滞蓄山洪的众多湖畈相继垦殖，调蓄作用削弱；湄池以下受富春江洪水和钱塘江潮汐顶托，水流宣泄不畅。历史上，洪、涝灾害频繁，有“浙江小黄河”之称。 1922年8～9月，浦阳江遭受4次台风洪水袭击，诸暨城关进水，沿江72个湖畈漫堤决口，淹没69个，死亡550人，失踪3500多人。1977年，受1号台风影响及冷空气南下，诸暨城关以上平均雨量128.7mm。此次洪水山洪发生多，水位上涨快，汇流时间短，洪峰水位高，其中诸暨站最高水位13.00m（吴淞14.82m），相应流量1300m3/s。1997年7月6日起，受江淮静止锋和高空切变线影响，浦阳江流域产生了一次较强降雨过程，到7月11日，6天内流域平均降雨量319mm。诸暨城关段河道拓宽后最高洪水位达12.70m，洪水历时超过警戒水位10.68m达102小时，超过危急水位12.18m以上持续时间35小时，诸暨站最大洪峰流量1150m3/s。 3、暴雨洪水特性 浦阳江流域洪水由暴雨所形成，因暴雨季节性变化较大，故洪水也同样有明显的季节性变化。浦阳江流域大洪水主要由台风暴雨及梅雨所形成，一般发生在5-9月。前期为梅雨洪水，后期为台风暴雨洪水。 据诸暨水文站观测资料统计，自1950年以来的历年最高水位，发生在梅汛期的有38年，占54年系列的70.4%；发生在台汛期的有12年，占54年系列的22.2%；发生在非汛期的仅有4年，占50年系列的7.4%。在这54年系列中，水位最高的两年均发生在台汛期。它们是1956年8月2日的13.03m和1962年9月6日的12.99m。 诸暨站降雨特性分析 选用小波分析对诸暨站的月降雨系列进行分析，利用小波分析的连续小波变换的系数的方差、模平方和实部的变换图来确定降雨序列所含的周期。选择Morlet小波函数对诸暨站1954~2007年逐月降雨量序列进行连续小波变换，计算小波变换系数的模平方、实部和方差，并绘制它们随尺度变化的分布图，如下图所示： 图1 小波变换模平方、实部、方差图 根据上图可以看出，浙东地区逐月降雨量序列存在10、171、393个月的主周期。分析主要尺度下的小波变换实部变化过程，可以找到各种尺度下的降雨量序列的丰枯变化过程。 图2 393个月尺度下的小波变换实部变化过程图 在393个月尺度下，月降雨量丰枯的突变点在1972年（丰到枯）、1992年（枯到丰）、2011年（丰到枯），从变化趋势可以看出2011年~2030年在393个月尺度下月降雨量是偏枯的。 图3 171个月尺度下的小波变换实部变化过程图 在171个月尺度下，月降雨量丰枯的突变点在1962年（丰到枯）、1971年（枯到丰）、1980年（丰到枯）、1988年（枯到丰）、1996年（丰到枯，2004年（枯到丰）。从变化趋势可以看出2011年~2021年