第一次评价地表水细则

前言按照水利部(81)水文字第11号文精神，水利部水文局已于一九八一年五月以(81)水文源字第40号文下达了《地表水资源调查和统计分析工作提纲》(修改稿)(以下简称《工作提纲》)。为了使各地进行水资源工作的技术人员更好地了解《工作提纲》的要求，掌握一些基本的技术方法，也为了使将来汇总有一个更好的统一基础，现根据各地以往工作和近一年来水资源调查评价初步成果的工作经验，我局组织编写了《地表水资源调查和统计分析技术细则》(以下简称《技术细则》)。《技术细则》对《工作提纲》所规定的统计分析项目、主要技术要求，作了比较具体的规定或说明，还提供了一些分析计算方法。有些规定之前冠以“一般”字样，即允许根据具体情况作适当变动。所提供的计算方法并没有包括所有可采用的方法，也不一定各地都适用，供工作时参考。有一些局部地区的特殊问题，有待工作中进一步研究解决。有些地方也还会有一些特殊要求，有关单位可根据具体情况增加必要的分析评价内容。《技术细则》起草后，我局曾作为征求意见稿印发全国各地征求意见，并召开了有各省(市、自治区)水利部门、各流域机构、有关设计院和研究单位的同志参加的会议，对《技术细则》(征求意见稿)进行了讨论，根据各地和会议上所提的意见，进行了修改。但由于时间有限，调查研究不够，经验不足，加之我国自然条件和人类活动影响各地差别很大，情况比较复杂，《技术细则》还会存在缺点和不足，各单位在工作过程中如发现问题，请随时告我局，以便研究修改。参加《技术细则》起草和修改工作的还有水科院水资源所、南京水文研究所、长办水文局、淮委规划处、甘肃省水文总站、广东省水文总站等单位的同志。水利部水文局一九八一年八月一、降水(一)分析内容年降水量的分析，要求进行年降水量特征值的地区分布、年降水量的年内分配和多年变化的研究，编制《工作提纲》中的下列图表：1.雨量站分布图(分析选用站)(图2)。2.多年平均年降水量等值线图(图5)。3.年降水量变差系数Cv等值线图(图6)。4.年降水量Cs／Cv分区图(图7)。如全省均采用Cs／Cv=2，此图可不绘，加以说明即可。5.1956～1979年平均年降水量等值线图(图8)。6.1956～1979年降水量变差系数Cv等值线图(图9)。7．多年平均连续最大四个月降水占全年降水百分率图(图10)。8．选用测站降水量统计表(表三)。9．主要测站典型年降水量月分配表(表四)。10．选用雨量站站网密度表(表十六)。。11．选用雨量站观测年份表(表十七)。(二)资料的搜集和审查1、资料的搜集(1)了解并搜集研究区域(省、市、自治区或流域等，下同)内水文站、雨量站、气象站(台)的降水资料。(2)为了了解研究区域外围降水分布情况，正确地绘制边界地区的等值线图，并为地区间拼接协调创造条件，还需收集部分系列较长的外围站纪录。(3)选用的资料按水文资料刊印的测站顺序排列。摘录资料应认真校对。资料来源和有关质量情况应尽量予以注明，例如站址的迁移、两站的合并，以及审查意见等，以供审查比较。(4)选择1／l00万～1／250万比例尺地形图作工作底图，同时准备一张相同比例尺的彩色地形图，(如不具备彩色地形图，可将主要等高线间用不同的彩色区别)使之明显地分清高山、丘陵、坡地、平原等的位置，以便勾绘等值线时考虑地形对降水及其它水平衡要素的影响。工作底图要求准确、清晰、有经纬度，使勾绘拼接等值线时有可靠的依据。(5)收集以往有关分析研究成果，例如《水文图集》、《水文手册》、《水文特征值统计》、以及有关部门编写的水文、气象分析研究文献，作为统计分析、编制和审查等值线图等的重要参考资料。2、分析依据站的选择(1)选择资料质量较好、系列较长、面上分布均匀、且能反映地形变化影响的站点作为分析的依据站。(2)选站时可参照以往分析成果，根据降水量地区分布规律和年降水量估算精度的要求，一般在多雨地区和降水量变化梯度大的地区，应尽可能多选一些站；在降水量变化梯度较小的平原地区，着重考虑站点的均匀分布，在我国东部平原可优先选用有20年以上观测资料的测站，以15～20年的作补充，15年以下的一般不用。我国东部山区和西部地区设站年代一般较短，可根据情况适当降低要求。个别边远地区虽然只有几年观测记录，也应选用作为推求均值的参考。(3)上述测站观测年数包括年内有缺测的年份，对少数观测场地作了短距离迁移的测站，两处资料可合并使用；有的站虽已撤销，但它具有较长的实测系列，而附近现有站的观测系列又较短时，仍应选用，如果两站相差不远，可以将两站资料连接成一个系列。上述两种情况的站名均用现在的。3、资料的审查(1)年降水量特征值的精度取决于各年降水量资料的可靠程度。为了保证成果质量，对各站已整编的资料应进行必要的审查和合理性检查，应以特大、特小数值和解放前的资料为审查的重点。(2)审查方法，通常可通过本站历年和同年各站资料的对照分析，视其是否有规律可循。对特大、特小数值要注意分析原因，视其是否在合理范围以内，对突出的数值，往往要深入对照检查汛期、非汛期、月和日的有关数值。个别地区因为夏秋暴雨常为局部性的，两站降水量有较大差别亦有可能。在山区由于降水量分布较为复杂，发现问题要分析测站位置、地形等影响，不要轻易下断语。(3)对采用以往所编的《水文图集》、《水文手册》、《水文特征值统计》等资料中的数据，也要进行必要的审核。若过去已作过合理性检查，注明个别年份资料仅供参考者，虽对参加长系列统计分析影响不大，但不能据以选为极值，更不能选为典型年。(4)资料的审查和合理性检查应贯穿整个工作的各个环节，如抄录资料、插补延长、分析年降水径流关系、计算统计参数、以及绘制等值线图等工作环节，都可能发现问题，应随时分析研究合理解决。(6)各项因素的单位和有效数字，均统一按《水文测验手册》(第三册附录)要求执行。(三)系列代表性分析l、系列代表性分桥的目的是：(1)评价1956～1979年同步期年降水量的偏丰、枯的情况(统计参数值不作订正)。(2)分析不同长度系列的统计参数(均值、Cv)的稳定性。(3)了解多年系列丰、枯周期变化情况，作为资料插补延长的参考。2、系列代表性分析方法一般可选择40年以上的长系列站作为分析依据。自1979年起向前计算不同时段(n＝15、20、24、30、40、50……)系列的均值及Cv值，并与长系列计算值比较，分析其稳定性。也可通过绘制长系列站年降水量过程线、差积曲线或五年滑动平均过程线，分析丰枯交替变化规律，评定其代表性。(四)资料的插补延长l、为了减少抽样误差，提高统计参数的精度，应根据各地具体情况进行适当的插补延长。2、各年资料中缺测月份，应尽量插补，以求得全年的数值。3、1956～1979年同步系列，应尽量延长到24年。多年系列，在条件许可时，可再作适当延长，以满足多年平均要求。4、插补延长，无论采用何种方法均要保证精度，相关关系要有明确的成因概念，相关关系较好，要避免辗转相关延长系列，相关曲线外延部分一般不超过相关曲线实测点据变幅的50％，展延资料的年数不宜过多，最多不得超过实测年数。延长系列时，一方面由于年份加长，统计参数的误差可以减少；但另一方面在延长所依据的相关关系不好肘，延长所致的误差将显著增加，故不宜延长太多年份，以免得不偿失。5、插补延长，可根据具体情况采用不同方法，在邻站气候、地形条件一致时，可搬用邻站同月雨量或采用附近各站同月降水量平均值。非汛期降水量较小，各年变化不大，可用同月降水量的历年平均值插补缺测月份。年降水量缺测时，可用缺测年份的降水量等值线图内插，或用相关法进行延长。相关分析时，对选用的参证站，除要求资料系列较长外，气候等条件也要求与所要延长的测站相一致。最好先将各站历年降水量比较一下，选取与延长站年降水量变化存在一致性的测站，作为参证站，相关线均在图上定出，不必计算回归方程式(因并不增加实际精度)。(五)统计参数的分析确定1、均值的计算：1956～1979年同步期均值，一律采用算术平均值。多年系列通常也采用算术平均值。对观测记录较短的测站，应以延长后系列计算均值。对逐年延长有困难的短系列测站，可用比值法(即气候系数法)订正均值。即：式中：Pn为短系列均值，PN为短系列订正后的均值，HN为长系列均值，Hn为长系列中与短系列同步的n年资料的均值，r为系数。一般应尽可能取二个以上的系数r的平均值进行订正。对于边远地区，由于站点稀少、用比值法订正仍有困难时，绘图时可以短期均值作参考。2、Cv值的计算：年降水量Cv值在地区上差别较小，只需选择记录较长的测站进行计算，一般以实测记录不小于20年为宜，边远地区不小于15年。变差系数Cv值的分析，1956～1979年同步期，应先用矩法作初步估算，采用适线法调整确定，系列中如出现特大、特小值时，不作处理；多年系列亦先用矩法等方法初步估算，再用适线法调整确定，系列中特大、特小值一般可不作处理。适线时均应照顾大部分点据，主要是按平、枯水年的点据趋势定线，对突出点据仅作适当考虑。3、Cs／Cv值，如利用不长的系列进行分析，误差较大。据以往分析；我国大部分地区年降水量Cs／Cv值可选用2.0，各省、片应先用若干40年以上长系列站资料进行分析。某rPnPnHnHPN些地区(不是个别站)如选用Cs／Cv＝2.0，确实拟合不好，应根据分济结果，确定分区Cs／Cv采用值。采用电算优选参数时，也应进行固定倍比适线调整和检验。4、将分析的各站逐月和年实测均值(包括连续最大四个月)列入《工作提纲》表三，各站其它特征值列入表三(增)中(见10页)。(六)年降水量等值线图的绘制1、将统计所得的均值和Cv值分别点绘在工作底图上，对所采用的统计值应根据资料精度、地形的代表性、系列长短等因素综合分析，区别为主要点据、一般点据和参考点据，分别用不同符号标明在图上，以便勾绘等值线图时区别对待。点据分类条件和采用符号见10页下表。注：实测年数包括年内缺测的年份。年降水量以毫米为单位，点绘在图上取整数，Cv值取小数两位，均书写在符号正下方，填好后需经校对。2、等值线间距，在满足《工作提纲》统一要求前提下，各省、片可根据需要适当加密。3、勾绘前应了解本地区的降水主要成因，水汽的来向，冷暖锋面的活动情况，地形对降水的影响及以往有关分析成果等，对本地区降水分布趋势，做到胸中有数。4、为了进一步了解降水量地区分布规律，在地形变化复杂的地区可选择几个站点较多的年份，绘制短期同步期平均年降水量等值线图，这样可少受系列长短的影响，尽可能多地采用了大多数站的资料，能比较详细地反映出年降水量的地区分布情况，可以此作为同步期或多年平均降水量等值钱图在地区分布上的参证模式。站名实测1956～1979年多年系列备注年份年数年降水量CvCs/Cv延长后年数年降水量CvCs/Cv最大年最小年计算适线计算适线降水量年份降水量年份站点分类1956～1979年同步期均值、Cv图多年平均均值、Cv图符号主要站点资料可靠；代表性好、实测24年资料可靠，代表性好，实测系列≥30年○一般站点资料可靠、代表性好实测15～23年延长到24年资料可靠，代表性好,实测系列15～29年延长后≥24年△参考站点资料欠可靠、代表性差或实测系列＜15年，不计算Cv值资料欠可靠，代表性差或实测＜15年，不计算Cv值+5、勾绘时，一方面根据测站统计数据，考虑资料可靠程度，代表性和系列长短，另一方面根据地理位置和地形、气候等因素综合分析等值线的合理分布，既要考虑各测站的统计数据，又不拘泥于个别点据，避免造成等值线过于曲折或产生许多小中心；为地理、气候规律所不能解释的不合理现象。突出的高、低值中心数据，可以直接在图上标明，并在编制报告中加以说明，尽量使之图面精度大体一致。6、地理因素对年降水量的影响一般是：靠近水汽来源的地方降水量要大于远离水汽来源的地方，山地要大于平原，迎风坡要大于背风坡，高山背后的平原、谷地降水量一般要小一些。7、山区降水量等值线的绘制，应考虑降水量与地形的相应变化，但也不应使等值线完全按等高线绘制，而过于弯曲。在资料条件许可时，应分析各地降水量与高程关系，通过分析综合可以检验和校正