第二节 降水量
1 降水量观测
朱庄水库水雨情数据接收设备，水文信息系统计划实现下列主要目标。
在水情信息采集方面，全部采用数据自动采集、长期自记、固态存储、数字化自动传输技术，以提高观测精度和时效性。
在报汛通信方面，通过对流域内报汛设施设备的更新改造和朱庄水库水情监控中心的建设，实现在10min内收集齐报汛站的雨水情信息，在20min内上报至国家防汛抗旱总指挥部的目标。
通信方面，根据防汛抗旱需要，首先考虑使用现有公网，充分发挥已有防汛通信网设施的功能，提高和加强通信的保障制度。为防汛抗旱调度指挥提供可靠的通信保证。
朱庄水库以上流域水情站网分布在邢台县、沙河市、内丘县山区，详细情况见表7-4。
表7-4 朱庄水库以上流域站网基本情况一览表
续表
2 降水特征
2.1 年降水量特征计算
在水文频率计算中，把实测资料系列看作是从总体中随机抽取的一个样本，并在一定程度上可以代表总体。如将样本得到的规律，考虑抽样误差，作为总体规律，便可以应用到实际中去解决工程计算的问题。因此，在资料系列方面要满足下列要求：
具有一致性，在同一条件下产生的同类资料；具有代表性，即现有的短期观测资料中应有包括各种特征数值，这样才能推算出未来的、比较可靠的水文变化规律；具有独立性，即不能把相互有关的资料统计在一起。
2.1.1 皮尔逊Ⅲ型频率曲线
2.1.1.1 理论频率曲线的意义
在水文计算中的理论频率曲线，是从经验资料出发、从数学上已知的频率函数中选配出来的，频率曲线方程式的参数则利用观测资料定出，按方程式的计算值将曲线外延，可减少外延的任意性。根据方程式点绘的频率曲线称为理论频率曲线。
理论频率曲线有多种，以数理统计中的皮尔逊Ⅲ型频率曲线与大多数水文资料的经验频率点子配合较好。根据我国观测站长期观测资料的检验，它适合于我国水文计算的情况。因此，目前基本上都采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线。这样，对于地区参数的综合和各地区观测数据之间的相互比较，也是有利的。
2.1.1.2 皮尔逊Ⅲ型频率曲线参数的确定
皮尔逊Ⅲ型频率曲线方程式比较复杂，一般不按原方程式直接计算，只要根据观测数据定出三个统计参数
），就可以查专用表，按下式推求各种频率的设计数值。
式中：Xp为频率为p的变量；X为观测系列的均值；Cv为变差系数；Cs为偏态系数；Φ为离均系数，与p和Cs有关。
统计参数的计算。算术平均值：
变差系数：
或
偏态系数：
式中：σx为均方差。
2.1.1.3 统计参数的误差计算
X的相对误差：
Cv的相对误差：
Cs的相对误差：
2.1.2 皮尔逊Ⅲ型频率曲线的适线法
将原始资料依次递减次序排列，记入计算表内；计算资料系列的均值，由于矩法计算的均值抽样误差较小，一般不加修正，但有时也做少量的修正；计算平方表得
值，求
，并计算变差系数Cv值。
在资料系列短的情况下，计算的Cv值平均偏小，可以进行适当加大，对计算Cv值加大的方法有以下几种：一种是将计算的Cv值乘以修正系数γ。
一种是计算Cv值的误差σCv，在σCv的范围内酌情加大Cv，再一种是参考当地水文特性，直接适当加大Cv值。
进行频率计算，并将经验点点绘在几率格纸上。计算经验频率公式为：
进行适线：根据水文要素及当地频率计算的经验选定一个Cs值，选择适当的Cs/Cv，进行适线。
当选定了X，Cv，Cs值后，可查皮尔逊Ⅲ型曲线的Kp值表，查出各个Pi值相应的Kp值，由下式计算Xp值：
将各个Xp点绘在几率格纸上，绘出皮尔逊Ⅲ型频率曲线。检查曲线与经验频率点据的配合情况，如果配合不好，再修正Cv及Cs值，直至认为配合最佳时为止。
关于Cs值的确定，有时可根据样本系列的最小值Xmin来估计总体皮尔逊Ⅲ型分布的Cs/Cv的可能最大值。估算公式为：
2.1.3 年降水量特征
利用朱庄水库流域内雨量站1956—2010年年降雨量资料系列，求不同保证率的年降雨量。表7-5为朱庄水库流域内代表站年降水量系列。
表7-5 朱庄水库流域代表站年降水量表
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因矩法算得Cv值平均偏小，需要适当调大，现采用0.3。朱庄水库流域内代表站年降水量特征值见表7-6。
表7-6 朱庄水库流域代表站频率计算成果
西部山区多年平均年降雨量596.3mm，并有以白岸、路罗为中心的650mm以上的多雨区。图7-1为朱庄水库水文站年降水量频率曲线。
2.2 降水量时空分布
降水量的年内分配集中。全年降水量75%～80%集中在6—9月的汛期，而汛期降水量又主要集中在7月中下旬至8月上中旬的30d甚至几天之内，特别是一些大水年份，降水更加集中。朱庄水库流域内主要站代表年降水量年内分配见表7-7～表7-11。
图7-1 朱庄水库水文站年降水量频率曲线
表7-7 朱庄水库雨量站典型年降水量年内分配表
表7-8 路罗雨量站典型年降水量年内分配表
表7-9 将军墓雨量站典型年降水量年内分配表
表7-10 侯家庄雨量站典型年降水量年内分配表
表7-11 坡底雨量站典型年降水量年内分配表
朱庄水库多年平均月降水量见图7-2。
图7-2 朱庄水库多年平均月降水量柱状图
3 降水量变化趋势分析
利用朱庄水库雨量站1956—2010年就降水量资料系列，绘制降水量变化趋势图。通过朱庄站年降水量过程线可看出，1956年和1963年降水量超过1000mm，其他年份降水量交替变化，但总的趋势是年降水量趋于减少。图7-3为朱庄站年降水量变化过程线图。
图7-3 朱庄水库年降水量趋势变化过程图