高雅楠
（深圳市水务规划设计院股份有限公司）
摘
要：本文从中国气象数据网收集了深圳市气象站近60a （1961-2020）的最新降雨资料，分别采用线
性趋势法和滑动平均法对多年降雨情况进行年际和年内分析；采用Mann-Kendall 法和累积距平法对多年年际降雨突变年份进行确定。结果表明：多年年际降雨变化呈升降交替的变化趋势，整体变化趋势表现为下降，多年年内降雨变化趋势整体表现为先增后减，整体趋势变化表现为微增，年内降雨量峰值出现在8月份；趋势检验法表明多年年际降雨突变年份发生在2009年。 关键词：深圳市燃料管理
多年降雨量
趋势分析
突变分析
中图分类号：P426.62
文献标识码：A
文章编号：1008-0120（2021）01-0004-03
第1期
2021年3月山西水土保持科技
Soil and Water C onservation Science and Technology in Shanxi
No.1Mar.2021
囗试验研究
收稿日期：2021-01-20
进入21世纪，我国社会经济快速发展，用水对象和用水量也随之逐渐增多，致使水资源供需矛盾更为
突出。降雨在多种气象指标中举足轻重，降雨的变化和多少对于地区的气候、水资源循环以及生活生产都有一定的影响，对多年降雨变化情况进行探讨分析，对本区水资源优化配置和社会发展具有积极的作用。郝璐[1]等对银川市近51a 降雨资料研究分析得出该地区降雨变化周期在不同季节呈现出不同的变化周期，并且多年降雨量在1975年、1979年和2015年发生了突变；冯仕远[2]等基于酒泉肃州区近
60a 气象资料分析得出该地区多年降雨量呈上升趋势；潘鑫[3]等收集了百市近70a 的降雨资料，研究得出该地区多年降雨量表现为不显著的上升演变趋势；温庆等[4-5]采用Mann-Kendall 趋势检验法和累积距平法对滇池流域多年ET 0的年际变化趋势进行了分析，并对突变年进行了确定；梁彩欣等[6]采用滑动平均法、Mann-Kendall 检验法和累积距平法对广东省中山市近60a 的降雨特性进行了分析，并对日降水强度进行分类分析；岳永杰等[7]采用Mann-Kendall 检验法确定了根河流域多年径流量和降水量的突变年份；王理萍等[8]利用趋势检验法和空间插值法对云南省多年降水时空变化特征进行研究分析；吕丽莉等[9]利用连续小波功率谱以及Mann-Kendall 检验法对中国1961-2016年的季节降雨变化特征进行研究。
深圳市隶属于广东省，地处祖国华南地区，广东省南部，辖区内包括罗湖区、福田区、南山区、宝安
区、龙岗区、盐田区、龙华区、坪山区和光明区9个行政区以及大鹏新区。深圳市地处低纬低丘陵地
区，属亚热带海洋性气候，干湿季分明。深圳是我国经济特区，对水资源利用量很大，但是，目前针对深圳市降雨情况进行的研究较少，本文结合多种方法对深圳市多年降雨量变化趋势进行了讨论分析，旨在寻深圳市多年降雨变化特征，为本区的水资源综合利用提供一定的理论参考。
1
数据和方法
1.1
数据来源
本文选用的气象数据来源于中国气象数据网（a/），收集了1961-2020年共计60a 的深圳站逐日降雨资料。1.2
研究方法
本文应用深圳市近60a 长系列降雨数据资料进行年内年际降雨分析，并结合5a 滑动平均值的方法和线性趋势法对多年变化趋势进行阐述；通过累积距平法和Mann-Kendall 突变检验法分析确定近60a 降雨系列中发生突变的年份。
1.2.1
线性趋势法
y d =b ·c+a
式中：d =1，2，3，···n -2，n -1，n ；y d 表示n 个样本值的变量；b 为变化率，b 的正负表示线性增加或减少；a 为回归系数。1.2.2
滑动平均法
滑动平均法可以直观的看出深圳市多年降雨的
·4·
个旧一中校长变化走势，其滑动平均法计算时采用下式：
y t =1
2k+1
k
i=-k
∑X
t+i
，t =k +1，k +2，…，N-k
1.2.3
累积距平法
累积距平法可以通过深圳市多年降雨的变化走
势分析确定突变年。对于一个序列x ，其某时刻t 的累积距平可用下式表达：
X t =t
i =1∑X i -X
⎺，t =1，2，…，n 其中：X ⎺=1
n
n
i =1
∑X i
。
1.2.4
Mann-Kendall 法
Mann-Kendall 法（M-K 法）是突变检验时常用
的一种方法，可确定出深圳市多年降雨变化中的突变值。将M-K 秩累积量序列（S k ）
定义为：S k =k
i =1∑r i （k =2，
3，…，n ），式中的r i 表示为：r i =
1
i f x i >x i
i f x i ≤x i
{
（j =1，2，…，n ）
E （S k ）=n （n -1）4
V ar （S k ）=n
（n -1）（2n +5）72
将正时间序列统计量UF k 定义为：
U k =
S k -E （S k ）
Var （S k ）
式中：E （S k ），V ar （S k ）为累计数S k 的均值和方差。
根据时间序列的顺序和逆序分别计算得出统计量序列UF 和UB ，确定显著性水平（本文在进行M-K 检验时采用0.05显著性水平，即上下临界线为
追风伞y =±1.96）。即在临界线y =±1.96范围内顺序变化曲线UF 和逆序变化曲线UB 所相交的点就是通过该检验所得出的突变点。
2
行政处罚法第27条计算结果与分析
2.1
年际降雨量分析
深圳市近60a 降雨年际变化图（图1）可看出本区多年年际降雨量变化呈上升与下降交替的波动变化趋
势。多年年际降水量资料拟合趋势方程为y =-11.057x +2104.70，表明多年年际降雨量呈下降趋势，气候倾向率为110.57mm/10a ；多年年际平均降
雨量为1767.52mm ，年际最大值出现在2001年，值为2747.00mm ；年际最小值为606.80mm （2011年），相差4.53倍；由5a 滑动平均线可以看出（图1），本区的降雨量整体呈现出“升-降-升”的波动变
化趋势，多年年际看出大体走势表现为下降。为了探究近60a 年际降雨量发生突变的年份，本文采用了Mann-Kendall 法和累积距平法分别对其进行分析（图3），可知在显著性水平0.05下，上临界线（y =1.96）和下临界线（y =-1.96）范围内UF 和UB 曲线出现了1个明显的交点，发生在2010年左右，该交点即为所要检验的突变点；累积距平法表明1961-2020年的变化表现为升降交替的趋势，并于2010年前后出现了区间内最大的下降变化趋势，由多年整体升降变化的强弱情况可得出深圳多年降雨发生突变的年份突变点与Mann-Kendall 法一致（2010年附近），变化特别明显的转折点为2009年；综合两种方法分析结果，可得出深圳市多年年际降雨量的突变年份为2009年。
2.2
年内降水量分析
将60a 的降雨量按月份进行多年平均（图2），发现年内降雨变化趋势大体表现为先升后降的“倒
图1深圳市近60a （1961-2020）年际降雨变化趋势图
高雅楠深圳市多年降雨变化特征分析
2021年3月·5·
山西水土保持科技2021年第1期
图2
深圳市近60a （1961-2020）年内（多年平均）
降雨变化趋势图
U 型”分布，多年年内平均降雨量为147.29mm ，多
年年内降雨量峰值出现在8月份，为332.22mm ；自
8月一直到年末（12月）出现持续下降的趋势，并在12月跌至多年年内降雨的最低值26.11mm ；年内最大值与最小值相差达12.72倍，表明该地区的年内降雨分布极不均衡，丰枯季节相差悬殊。多年年内降水量资料拟合趋势方程为y =2.98x +127.95，表明多年年内降雨量分布整体呈微增趋势。
3
结论
（1）深圳市多年年际降雨量变化呈上升与下降
交替的波动变化趋势。多年年际平均降雨量为
1767.52mm ，线性趋势表明多年年际降雨量呈下降趋势；多年年内降雨变化趋势大体表现为先升后降
的“倒U 型”分布，年内平均降雨量为147.29mm ，线性趋势表明多年年内降雨量呈微增趋势。
（2）Mann-Kendall 法和累积距平法分别对60a 年际降雨量分析表明深圳市多年年际降雨量的突变年份为2009年。
（3）深圳市多年年际降雨量变化趋势表现为下降，故未来该地区的来雨量在一定程度上会导致区域干旱的可能性增大。
参考文献
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璐，李王成，李
晨，董亚萍，高海燕，马己安，刘
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[2]冯仕远，李庆国，郭
阳，郑
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气温降雨变化特征及相关分析[J].人民珠江，2020，41（6）：
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[3]潘
鑫，瞿思敏，许继军，黎晓东，包沐曦，石
朋.百
市区近70年降雨演变规律分析[J].水电能源科学，2021，39
（1）：10-13.
[4]温庆，张刘东，代启亮.滇池流域多年ET_0及其影
响因素变化趋势分析[J].水利水电技术，2018，49（12）：27-35.[5]温
庆，张刘东，代启亮.滇池流域近30年参考蒸腾蒸
发量计算方法探讨[J].人民珠江，2018，39（12）：36-43.[6]梁彩欣，张守平，李欣曈.广东省中山市60a 降水特性
单点系泊系统分析[J].广东水利水电，2020（4）：33-37.
[7]岳永杰，乌云珠拉，李
旭，王雅倩，伊丽茜.根河流域
1980—2017年气候和径流的变化特征分析[J].灌溉排水学报，
2020，39（4）：96-105.
[8]王理萍，王树仿，张刘东，王福来，龙晓敏.1960~2013年云南省降水时空变化特征分析[J].水电能源科学，2016，34（12）：20-24.
[9]吕丽莉，孔
锋，王
品.1961~2016年中国四季降雨
事件的时序演变特征[J].人民长江，2018，49（S2）：73-79.
作者简介
高雅楠（1993-），女，硕士研究生；通讯地址：广东省深圳市罗湖区桂园街道宝安南路3097号，
518001
（a ）Mann-Kendall 法
（b ）累积距平法
图3
年际降雨量变化趋势序列突变点检
验
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