李 颖

(铁岭县新台子镇水利工作站，辽宁 铁岭 112611)

1 概述

区域防护抗旱规划的重要参考依据就是对旱涝急转变化特征进行定量评估[1]。辽宁省属于我国旱涝急转特征较为明显的省份，尤其是在主汛期出现旱涝急转的频次较高[2]。我国区域旱涝急转变化研究起步较晚，近些年来，逐步成为研究的热点。赵英[3]基于SWAP和SRI指数对汉江流域的旱涝急转时空变化特征进行分析，研究表明SWAP和SRI指数均能对旱涝急转事件作出合理诊断，具有良好的适用性。岳杨[4]基于LDFAL及SDFAL指数对鞍山地区旱涝急转时空特征进行分析，研究表明：鞍山地区短周期由“旱转涝”向“涝转旱”急转变化高指数分布在岫岩一带。樊华[5]对贵州省1968—2017年旱涝急转时空演变特征进行分析，研究表明贵州省旱涝急转发生时间主要在4—10月，年际变化上，站次比和强度呈增加趋势。王悦[6]对辽阳地区1951—2015年夏季旱涝急转特征进行分析，总体来看，辽阳地区旱涝急转现象由旱转涝趋向涝转旱为主导，强度呈现微弱的减弱趋势。杨家伟[7]基于气象旱涝指数对长江流域旱涝急转事件进行识别，基于SWAP指数并结合多门槛游程理论的方法能够比较准确地识别旱涝急转事件，可进一步应用于旱涝急转事件的预测及评估。 秦国帅[8]对太子河流域降水及旱涝时空演变特征进行分析，结果表明：太子河流域涝转旱事件发生频率大于旱转涝事件发生频率。岳树朋[9]对大伙房水库流域1959—2018年旱涝急转特征进行评估，结果表明：长、短周期旱涝急转指数可以很好地反映大伙房水库流域6—9月旱涝急转的特征。张玉琴[10]对华南汛期旱涝急转及其大气环流特征进行研究，结果表明：在56 a汛期中共发生了17次旱涝急转事件，发生频率由1960年代的3次下降到1970年代、1980年代的1次，后迅速增加到1990年代的4次、21世纪初的8次。以上研究成果均表明旱涝急转评估对于分析区域的旱涝变化特征具有重要的参考意义。锦州市位于辽宁省西部地区，夏季由涝转旱和由旱转涝特征明显，为提高锦州市防汛抗旱能力，亟需对其旱涝急转变化特征进行分析，为此本文结合LDFAL(长周期)和SDFAL(短周期)指数对锦州市旱涝急转变化特征进行分析，研究成果对锦州市防洪抗旱规划具有一定参考价值。

2 旱涝急转指数计算原理

本文采用LDFAL(长周期)和SDFAL(短周期)指数对锦州市旱涝急转变化特征进行分析，长周期指数的时间跨度为2个月，短周期指数的时间跨度为1个月，长周期和短周期指数的区别主要体现在时间跨度，若6—7月长周期指数判定为旱特征，而8—9月长周期指数判定为涝特征，则长周期总体表征为“旱转涝”，若具有相反特征则判定为“涝转旱”。年内相邻月份短周期表征为“旱”，相邻月份表征为“涝”，则短周期总体表征为“涝转旱”。在具体计算时，首先对旱涝急转指数的降水进行标准化计算：

(1)

在降水指数进行标准化计算的基础上，对锦州市旱涝急转变化特征的长短周期指数进行计算：

LDFAL=(R89-R67)·(|R67|+|R89|)·

1.9-|R67+R78|

(2)

式中R67为标准化降水量6—7月的计算值，mm；R89为标准化降水量8—9月的计算值，mm；|R67+R89|为旱涝急转的变化强度计算值；1.9-|R67+R78|为权重系数计算值；权重系数为旱涝急转长周期比例的增加值；区域偏旱时降雨距平指数为-0.5，区域偏涝时降雨距平指数为0.5，严重偏涝时降雨距平指数大于1.0，旱涝急转短周期指数的计算方程为：

SDFAL=(Rj-Ri)·(|Rj-Ri|)·3.1|Rj+Ri|

(3)

式中Rj为标准化降水量第1个月的值，mm；Ri为准化降水量第1个月的值，mm；3.1|Ri+Rj|为系数权重值。

3 结果与讨论

3.1 研究区域概况

锦州位于辽宁的西南部，地理坐标为东经119°37′～121°22′，北纬39°48′～40°10′，区域位置见图1所示。地势特征是西北高，东南低，东北部义县和北镇市交界处有医巫闾山脉，西北部有松岭山脉，形成由西北向东南倾斜地势，依次为低山区、丘陵区、平原区。气候受海洋暖湿气流的影响，属暖温带半湿润气候，年平均气温为7.8℃～ 9.0℃，自南向北降低，年平均降水量为567 mm。降水四季分布不均,60%～70%的降水集中在夏季，区域水资源量小变化大，年径流量只有30多亿m3，多年平均蒸发量大，高达1 750 mm。春季和秋季较易出现干旱，特殊年份夏季容易出现干旱变化特征。

图1 研究区域位置示意

3.2 基于长周期指数的旱涝急转变化分析

结合锦州地区1956—2018年标准化降水量，各月降水量统计数据见表1，采用长周期指数对锦州地区6—7月、8—9月两个阶段的旱涝变化特征进行分析，各阶段标准化降水量结果见表2，旱涝急转变特征分析结果见表3。

表1 1956—2018年各月平均降水量统计 mm

表2 6—7月、8—9月长周期高指数变化分析结果

表3 6—7月、8—9月长周期低指数变化分析结果

从长周期高、低指数分析结果可看出，锦州地区旱涝急转时期发生在8—9月时降水量标准化值较高，而旱涝急转出现在7—8月时降水量标准化值较低。旱涝急转长周期高指数在6—7月较小，而进入8—9月后逐步增加，因此,锦州地区在长周期高指数下“旱转涝”发生概率较高。从锦州地区旱涝急转长周期低指数变化结果可看出，锦州地区8—9月降水量标准化值低于6—7月的降水量标准化值。由此可见:锦州地区典型年份“涝转旱”特征较为明显，主要出现在8月和9月。

3.3 基于短周期指数的旱涝急转变化分析

结合锦州市1960—2018年标准化降水量数据，应用短周期指数对锦州地区不同类型旱涝急转变化特征进行分析，结果见表4～7。

表4 涝转旱典型年短周期指数及其降水量标准化指数

表5 旱转涝典型年短周期指数及其其降水量标准化指数

表6 8、9月旱转涝典型年短周期指数及其降水量标准化指数

表7 8、9月涝转旱典型年短周期指数及其降水量标准化指数

锦州地区旱涝急转短周期指数出现明显的涝转旱”负值变化，8—9月降水量标准化值低于6—7月的降水量标准化值，“涝转旱”出现概率较高。从锦州地区旱转涝典型年短周期指数及其其降水量标准化指数分析结果可看出，锦州地区各典型年份“旱转涝”特征较为明显。

8—9月的降水量标准化值明显高于6—7月的降水量标准化值。从锦州地区8—9月旱转涝以及涝转旱典型年份短周期指数变化结果可看出，锦州地区8月和9月旱涝急转指数低于6月和7月的旱涝急转的指数，锦州地区在6—7月出现涝转旱”和“旱转涝”概率较高。在1960—2018年期间，锦州地区旱涝急转发生频率为52%，旱涝急转在7—8月频率达到43%，变化周期均值为9a/次，旱涝急转在8—9月的变化周期均值为14a/次。

3.4 锦州地区旱涝急转变化强度分析结果

结合锦州地区旱涝急转长周期和短周期变化分析结果，统计分析了锦州地区1960—2018年以来旱涝急转的变化强度，结果见表8。

表8 旱涝急转变化强度分析结果

从锦州地区旱涝急转变化强度分析结果可看出，锦州地区旱涝急转的长周期变化强度总体呈现持续上升的变化，且未来也将呈现持续上升的变化，这主要是受到气候变化影响，使得区域旱涝急转变化强度变化明显。锦州地区6—7月旱涝急转短周期变化强度呈现持续下降变化，但这种递减变化呈现逆持续变化，通过对锦州地区典型年份6—7月的旱涝变化特征分析，锦州地区在6—7月出现旱涝急转的变化概率较小。而进入7—8月主汛期后锦州地区旱涝急转变化强度呈现明显递增变化，且具有持续上升的变化趋势，属于锦州地区旱涝急转频发阶段。通过对锦州地区典型年份分析，进入2000年以来，锦州地区在8—9月受气候变化影响旱涝急转变化强度有所增加，且呈现持续上升变化趋势。

4 结语

1) 锦州地区在长周期高指数下“旱转涝”发生概率较高，较为明显“涝转旱”特征主要出现在9月。在1960—2018年期间，锦州地区旱涝急转短周期发生频率为52%，旱涝急转在7—8月频率达到43%，变化短周期均值为9 a/次，旱涝急转在8—9月的变化短周期均值为14 a/次。

2) 锦州地区在6—7月出现旱涝急转的变化概率较小。而进入7—8月主汛期后锦州地区旱涝急转变化强度呈现明显递增变化，且具有持续上升的变化趋势，进入2000年以来，受气候变化影响8—9月旱涝急转变化强度有所增加，且强度变化趋势逐步增加。