長江流域降水的地區(qū)分布及氣候變化

長江流域降水的地區(qū)分布及氣候變化

1長江上游的降水流量特征1.1u3000降水特征長江流域雨水豐富，年平均降水量1067mm。年降水量的地區(qū)分布不均?？傮w趨勢從東南向西北降低。山區(qū)比平原更多，風(fēng)和風(fēng)的坡度更多，平均底部降水量更豐富。除了江源地區(qū)因地勢高、水汽少,年降水量不足400mm外,流域大部分地區(qū)年降水量在800~1600mm。年降水量大于1600mm的地區(qū)主要分布在四川盆地西部邊緣和江西、湖南部分地區(qū)。降水量的年內(nèi)分配很不均勻。冬季降水量全年最少。3月湘江和贛江上游就進(jìn)入雨季;4月除金沙江、長江上游北岸和漢江中上游外,流域其它各地均進(jìn)入雨季;5月份主雨帶位于湘、贛水系;6月中旬至7月中旬,長江中下游為梅雨季節(jié),雨帶徘徊于長江干流兩岸,呈現(xiàn)東西向分布;7月下旬至8月,雨帶移至四川和漢江流域至黃河,呈東北至西南向分布,此時,長江中下游及川東常受副高控制,出現(xiàn)伏旱現(xiàn)象;9月雨帶又旋回至長江中上游,多雨區(qū)從川西移到川東至漢江,在雅礱江下游、渠江、烏江東部、三峽區(qū)間及漢江上游雨量比8月多,顯示出秋雨現(xiàn)象。10月,隨著夏季風(fēng)的南撤,雨量已明顯減少,50mm以上月雨量10月分布在金沙江下游至宜昌區(qū)間;11月50mm以上雨區(qū)范圍迅速縮小至烏江流域,此時金沙江以上不足10mm;12月至次年2月雨量為全年最少,除烏江流域12月達(dá)25mm外,長江上游月雨量均小于25mm,金沙江以上幾乎無降水。1.2長江宜站消化帶的生長狀況長江流域水資源較豐富,根據(jù)1878~2004年長系列資料統(tǒng)計,長江宜昌站多年平均流量14200m3/s,相當(dāng)于年水量4480億m3。(1)徑流深深計算圖三長江流域年徑流深地區(qū)分布不均勻,總體情況是南岸大于北岸、下游大于上游,流域內(nèi)500mm徑流深等深線沿大巴山、米倉山、龍門山東北麓于岷山折向正南,在九頂山西北背風(fēng)坡,西北偏北向,經(jīng)岷江上游西南沿邛崍山、魯南山繞行五蓮峰至烏蒙山。500mm等深線以西和以北地區(qū)屬少水地帶,長江河源為全流域徑流深最小的地區(qū),不足50mm。500mm等深線以東和以南地區(qū),除少數(shù)地區(qū)外,徑流深均大于500mm,長江中下游地區(qū)徑流深大多在600mm以上。長江上游位于四川盆地西部邊緣和大巴山南部地區(qū)屬徑流深大于1200mm的多水區(qū)。(2)年徑流占宜的1/3左右宜昌以上年徑流地區(qū)組成見表1。金沙江以上地區(qū)年降水量相對較小,但地下徑流和高原融雪徑流補給較豐富,年徑流量仍占宜昌的1/3左右;岷江流域是著名的暴雨中心地區(qū),水量豐富,年徑流量占宜昌20%左右;嘉陵江和烏江年徑流量分別約占宜昌的15%和11.5%;屏山—寸灘區(qū)間和寸灘—宜昌區(qū)間各約占8%~9%。(3)年—徑流年內(nèi)分配及年際變化。長江流域徑流主要由降雨形成,年內(nèi)分配規(guī)律同降水相似。據(jù)1878~2000年實測資料統(tǒng)計,宜昌年內(nèi)徑流量主要集中在汛期5~10月,約占全年總徑流量的79%以上。徑流量最少的3個月為1~3月,占年徑流量不足7.4%。宜昌站徑流量年內(nèi)分配如表2所示。長江干流年徑流較穩(wěn)定,年際變化不大,干流年徑流變差系數(shù)為0.11~0.16,支流年徑流變差系數(shù)大于干流,為0.13~0.4,且隨年徑流量增大呈減小的趨勢。流域干支流最大年徑流與最小年徑流比值在1.7~4.9之間,大多在3.4以下。2春季流特征2.1實踐內(nèi)最枯3個月的時段每年11月至次年4月間雨量少,是長江流域的枯水季節(jié),徑流補給以地下水為主。根據(jù)1952~2004年實測資料統(tǒng)計了長江上游干支流主要控制站枯季徑流特征值,如表3所示。長江三峽以上各支流最枯3個月的時間略有不同,北岸支流雅礱江、岷江、沱江、嘉陵江以1~3月為最枯,南岸支流烏江以12月至次年2月為最枯。支流最枯3個月的水量,雅礱江、岷江、烏江占年水量的7%以上,沱江、嘉陵江占年水量的5%左右。長江干流年內(nèi)最枯時段,因支流的影響而有所不同,金沙江直門達(dá)至攀枝花河段以1~3月為最枯,接納雅礱江后最枯時段為2~4月;在宜賓以下分別納岷江、沱江、嘉陵江等大支流后,最枯時段又恢復(fù)為1~3月。從攀枝花—宜昌河段干流最枯3個月的水量占年水量的7%以上。2.2枯期23月消極電壓長江三峽水利樞紐工程位于已建的葛洲壩水利工程壩址上游38km,下游44km處有宜昌水文站。三峽壩址至宜昌站間無大的支流入?yún)R,區(qū)間面積小,因宜昌站枯水徑流特性直接反映三峽工程壩址枯水特性。宜昌枯季徑流以地下水補給為主,枯期1~3月流量變化與上年度的水徑流量大小密切相關(guān),當(dāng)上年度降水量大時,降水入滲補給量大,地下蓄水大,次年枯水期水資源量相應(yīng)較大,反之則較小。宜昌水文站多年平均流量為14200m3/s,枯期11~4月多年平均流量為5970m3/s;其中連續(xù)最枯3個月為1~3月,多年平均流量為4220m3/s,歷年最大、最小平均流量分別為5260m3/s、3220m3/s,極值比為1.63,偏差系數(shù)為0.11左右。宜昌站多年平均最小流量為3560m3/s,以1882年的4870m3/s為最大,1979年的2770m3/s為最小,最大、最小極值比為1.76,年最小流量的變差系數(shù)為0.10左右,表明宜昌站年最小流量年際變化較小且穩(wěn)定。3枯季特征流量統(tǒng)計長江上游流域內(nèi)近年來修建了大量的水利工程,水庫運行后庫容調(diào)蓄作用的發(fā)揮,勢必會在一定程度上增大枯季徑流。長江上游建成運行的主要水庫如表4所示。根據(jù)資料條件,分別以1982年和1998年建成的烏江渡和二灘水庫為例分析水庫調(diào)蓄對下游枯季徑流的影響。表5為上游主要大型工程修建前后宜昌站枯季特征流量統(tǒng)計。除1983~1998年段的3月多年平均值大于其后1999~2000年段對應(yīng)值之外,其余各時間段的特征流量均表現(xiàn)為不同程度的增大趨勢,表明上游大型水庫調(diào)節(jié)庫容的調(diào)節(jié)作用,改善了下游宜昌站徑流的年內(nèi)分配,一定程度上增加了枯季徑流。烏江渡水庫興建前1~3月多年平均流量為4045m3/s,二灘運行后的1~3月平均流量為4413m3/s,較之前者增大了368m3/s。就單月多年平均流量來看,1月和2月多年平均流量增大較多,分別為442m3/s和401m3/s;3月較小,為266m3/s。圖1為宜昌站1~3月平均流量過程線圖。圖中看50多年系列總體趨勢變化不明顯,但20世紀(jì)90年代后期以來略有上升,與上游水利工程建成調(diào)蓄影響時期同步。4大型節(jié)水項目的調(diào)節(jié)作用4.1水文消費率和水庫調(diào)節(jié)庫容運用情況二灘樞紐工程位于雅礱江干流下游河段上,距雅礱江與金沙江的交匯口33km,1998年初步建成運行。水庫正常蓄水位1200m,相應(yīng)庫容58億m3,調(diào)節(jié)庫容33.7億m3,屬季調(diào)節(jié)水庫。壩址以上控制流域面積11.64萬km2,壩址處多年平均流量1670m3/s,年徑流量527億m3。自1998年二灘水電站初步建成運行以來到2002年,統(tǒng)計的24個枯水月份中有18個月的月平均出庫流量大于入庫流量,占統(tǒng)計月份的75%,調(diào)節(jié)作用明顯。統(tǒng)計上述4個水文年度的枯季入出庫總水量和水庫調(diào)節(jié)庫容運用情況見表6。水庫在后兩個水文年已開始正常運行,調(diào)節(jié)庫容利用量顯著增大,利用率明顯提高,已達(dá)到了97.37%。水庫正常運行的2000~2002年11~4月,二灘平均入庫流量為641m3/s,平均出庫流量為849m3/s,枯季平均增大流量為208m3/s,供水期的11~4月增大枯季徑流32億m3。若考慮最枯3個月1~3月情況,則平均入庫流量為482m3/s,平均出庫流量為755m3/s,平均增大約273m3/s,調(diào)節(jié)徑流量21億m3。4.2水庫調(diào)蓄影響烏江渡水電樞紐位于烏江干流,壩址以上控制流域面積27790km2。工程于1983正式建成,水庫總庫容21.4億m3,調(diào)節(jié)庫容13.5億m3,調(diào)節(jié)流量201m3/s。1984年水庫正常運行后,統(tǒng)計分析1984~2000年入出庫月平均流量見表7。自水庫正常運行始至2000年,枯季以1、3月和12月的調(diào)節(jié)作用最大,月平均流量分別增大73m3/s、72m3/s和71m3/s;2月和11月次之,分別為45m3/s和42m3/s;4月調(diào)節(jié)作用最小,為32m3/s;平均各月調(diào)節(jié)量達(dá)56m3/s;1~3月平均調(diào)節(jié)流量達(dá)64m3/s。另外,據(jù)1980~1991年12a間紅楓、百花、烏江渡水庫運行資料及彭水專用站實測資料分析烏江上游3個梯級對下游彭水的影響如表8。上游3水庫調(diào)蓄影響可使烏江干流彭水枯季11~4月徑流量增加10億m3,由天然情況下的79.3億m3增加到89.5億m3,枯季徑流占年徑流的百分比也增加了2.8%,即由天然狀況下的21.5%增加到24.3%?？菁居袝r可使彭水的天然月平均流量增加50%以上,如1984年3月及1987年2月由于上游水庫的調(diào)蓄作用,使彭水月平均流量分別從天然狀況的363、224m3/s增加到552、374m3/s,分別增加了52%及67%。3個水庫的調(diào)蓄作用以烏江渡水庫所占權(quán)重最大。5枯水航道的運行結(jié)合長江上游水資源特性及上游已建成的二灘和烏江渡兩大典型樞紐對下游枯季徑流調(diào)節(jié)影響分析結(jié)果表明,長江三峽工程以上梯級水庫的建成運行,調(diào)蓄汛期徑流以利于枯期供水,均化了徑流在年內(nèi)的分配,有利于枯水航道的運行保障和水資源的開發(fā)利用。二灘水庫的調(diào)節(jié)庫容大,每年調(diào)節(jié)汛期32億m3徑流量至枯季供水期,僅增加最枯的1~3月徑流量即達(dá)21億m3;烏江上游紅楓