李 莉

(陕西省水文水资源勘测中心，陕西 西安 710100)

发布水资源公报是推动水资源有效利用和综合规划与水资源生态保护强化水资源管理的一项重要性工作。所提供的信息，是各级政府决策和有关部门工作的重要依据；降雨量分析计算与等值线绘制是编制水资源综合规划和水中长期供求规划的基础。

1 降水量分析基本要求

1)根据《水资源公报编制规程》(GB/T 23598-2009)的统一要求，并结合《水资源评价导则》(SL/T 238-1999)编制。

2)水资源分析应按照统一的分区进行，全国一般按照水资源三级区套行政区，陕西省一般按水资源四级区套地级行政区为计算分区(以下简称“计算分区”)，计算降水量。

3)降水量分析工作底图应采用适当比例尺的国家正式出版的地形图。应选择明确、清楚、有经纬度且能有平地、坡地、平原等的地形图作为工作底图为参考图层。

4)涉及的降水量多年平均值统一采用1956年～2000年系列的平均值。

2 资料收集、插补及可行性审查

1)在降水量的分析计算中，主要收集了以下资料：

①雨量站：分析区域及周边雨量站基本情况和年月降水量资料。收集陕西、黄河委、长江委及邻近周边省区水文部门的雨量站年降水量资料。

②气象站：区域气象站基本情况和年月降水量资料。

③自然地理及水资源评价资料：主要有《陕西省自然地理》以及有关地质、地貌、气候、植被和土壤等研究报告，陕西省水资源评价资料等。

2)有关资料的插补

插补是对年月降水量中缺测的月值应作出估算，使其达到年统计要求。水文部门现有雨量观测站、雨量站点，其中少部分站的个别月份由于种种原因，缺测或观测质量存在问题。因此，需要对其作插补，插补方法为：

①测枯季月雨量的站，一般采用自然地理和气候条件相近的附近一站或者数站的同月降水量及月降水量的均值代替。一年中，缺测月份在半年以下的，先插补月雨量，再计算年雨量；缺测月份在半年以上的只插补年雨量。

②降水地域性分布规律比较明显的秦岭北麓，采用绘制降水量等值线图内插法插补缺测站的年降水量。

3)降雨量资料的可行性审查

认真校对选用降雨量数据资料，对数据的来源、数据质量及数据相关情况应详细标注。与邻近站的资料进行对比，由于大多数为委托雨量站点，有些站观测质量存在问题；或由于雨量站点雨量计(筒)位置设置存在问题，如不在空旷地点，降水有房屋或树木遮挡；雨量站点设置在窄狭的山谷，比周围的地形高程低等。这些雨量站点年降水量大多小于临近雨量站的年降水量，历年降水量系统偏小。因此，需要对区域雨量站的基本情况有充分的了解，从而掌握每个站点的代表性。对于这些雨量站点只能作为绘制年降水量等值线的辅助点据。

3 降水量分析计算

1)降水量分析计算的主要内容

水资源公报涉及降水量数据分析计算工作主要包括年降水量计算、降雨等值线图的绘制及年度降水量距平等值线图的绘制、水资源分区降水量的分析计算、降水量区域分布情况分析等。与上年和多年平均降水量数据比较计算分析，表示降水量的地区分布特征及其与正常的差别，从而可以反映各地区降水量的动态变化情况；可以选择几许雨量为代表站统计年代降水量，并可以与多年平均月分配降水量数据情况比较分析。

2)降水量的计算方法

通常雨量站观测的降水量是一个点上单位降水量，代表测点周围一个小区域的平均降水量。而对区域汛情丰枯的评估就需要掌握区域降水量。区域降水量需要由区域各点的降水量推算区域的平均降水量—面降雨量。面雨量是指某一特定的区域或流域平均降水的状况。定义为单位面积上的降水量。

目前区域面降水量分析的计算方法主要有算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法(等值线法)、三角网坐标法、高程加权法等。

(1)算术平均法：本方法可以忽略了各雨量站所能代表的流域范围，为各站具有相同的面积权重和高程权重，因而取其算术平均值的计算结果分析。此方法能粗略代表区域平均降水量，计算简洁，工作量小。

(2)泰森多边形法：又称加权平均法或垂直平分法。本法的要点是求得流域各雨量站点的面积权重系数，用各站点的权重系数乘以降水量即为流域平均降水量。公式为：

式中：Xi为雨量站i的时段降雨量，mm；fi为雨量站i的多边形面积，km2；F为各多边形面积之和，km2。

图1 泰森多边形(流域垂直平分多边形)

各站面积权重系数采用将流域内各相邻测站用直线相连，作各连线的垂直平分线，把流域分为若干个多边形，每个多边形内都有一个雨量站，因此我们可以计算求得每个多边形的面积，流域总面积为A，则每个雨量站的权重fi为：

fi=ΔAi/Ai=1，2，3，……

此方法比算术平均法考虑了降水量在地区上的不均匀性，但雨量站设置密度将直接影响计算成果的精度，适应于流域面积较小，雨量站设置密度大的区域计算分析。

(3)等雨量线法：表示雨量在地域上的分布情况。就是来绘制流域内雨量相同站点的连线，从而反映雨量在地域中的分布情况及降雨变化特征。在绘制等雨量曲线时应充分考虑当地的气候条件以及自然界的地理条件特征对降水量的影响，也是本方法的明显优势，从而适宜于雨量站点密集的大中型流域。

(4)高程加权法：降水量的多少与高程的变化是有一定的关系，有的地区表现为雨量随高度的增加而增大，有的地区反映出雨量随高度的增加而增大是有一定限度，降雨超过一定高度时又随高度的增加而减少，降雨量递增梯度的大小与地域、和水汽来源远近、纬度、山脉走向等多种因素都有关。所以本法适用于在于不同的高程设置足够多雨量站区域。

(5)计算方法的选择：以上各种方法对区域雨量站的布置有一定的要求，可以根据计算要求精度和雨量站布设情况来选择计算方法。目前在全国水资源公报编制中绝大多数采用等雨量线量算法分析计算区域面降水量。

4 分区降水量的分析计算

4.1 计算分区

按照中华人民共和国《水资源公报编制规程》(GB/T 23598-2009)结合以往陕西省水资源开发利用规划及水资源分区要求，按照水资源三级区套市级行政区对本省地市进行分区，将全省分为最小单元分区。各地市最小单元分区可根据地市水管理部门要求确定。

4.2 分区降水量的分析计算及汇总

对绘制的某一年降水量等值线图，以最小单元为分区采用降水量等值线法进行降水量分析计算，然后按照各三级区所包含的最小单元作统计汇总，得到不同水资源分区和行政区的面降水量。

目前分区降水量的分析计算主要采用国家地理信息开发分析软件和年降水量等值线量算等方法。陕西省一直采用年降水量等值线量算分析计算最小单元分区面降水量。

5 年降水量等值线(等雨量线)的绘制方法

(1)选择资料质量好、系列完整、地区上分布均匀且能反映地形或高程有变化的雨量站作为绘制等值线的主要点据绘制。一般在降水量变化梯度较大的山区应尽多选取一些与两个雨量站点，在降水量变化梯度较小的平原区应注意考虑站点的均匀分布和代表性；在雨量点据稀疏的地区，可选用一些报汛雨量站或中小河流站点数据参考，通过插补处理后作为绘制雨量等值线的辅助点据绘制。

(2)勾绘等值线时，一方面根据统计数据的可靠性程度及代表性为主要参考依据，另一方面可以根据地理位置和地形、景象等因素综合分析等值线的合理分布情况为参考依据，既要考虑各站的统计数据，又要避免造成等值线过于蜿蜒或产生许多个小中心，为地舆、气候规律所不能解释的不合理现象。

(3)年降水量受纬度、距水汽来源以及地形地貌特征的综合影响，年降水量在面上的变化比较复杂，山区等值线的勾绘，应要考虑降水量随地面高程变化的对应关系，但也不应将等值线完全按等高线的走向勾绘；等值线必须与大尺度地形分水岭走向大体相同，切忌横穿山岭。

(4)根据地理位置、地形、景象等自然因素，对降水量等值线的分布、走向、盘曲情况及高值区、低值区的位置应该进行合理性检查。一般地理因素对年降水量影响的一般规律为：靠拢水汽来源的地方降水量要大于离开水汽来源的地方，山地要大于平原，迎风坡要大于背风坡。

(5)将绘制的等值线图与以往编制的有关图件进行相比，对有明显差异的地区要进行分析产生的原因或做必要的修改。以反映降水量在地区上的分布变化规律和降雨趋势。

(6)重点审查图中比周围降水量明显偏小的站点降水量，凡点线差大于100 mm的雨量选用点据，应从气候和下垫面条件等方面的合理与否分析，合理者，绘制等值线时要予以考虑，否则舍弃不予考虑。

(7)从等值线图上量算的面平均降水量与根据区域各雨量数据资料(雨量站点舍弃的除外)计算的面平均降水量误差宜控制在±5%之内，最大不能超过±10%。

6 计算降雨量成果的合理性分析

根据降雨量计算分析进行不同计算方法的比较、等值线图的比较、同时与径流深的比较、与相邻多年值比较，进一步能反映降雨分布情况及水资源量变化趋势情况。

7 结语

陕西省降雨量计算分析情况及数据给陕西省水资源公报生态保护提供了重要的有力数据支撑，为各级政府对水资源高质量发展提供重要的依据，提高全民的节水、惜水、保护水资源意识，是发布水资源公报的主要宗旨。