長(zhǎng)江流域降水的地區(qū)分布及氣候變化

長(zhǎng)江流域降水的地區(qū)分布及氣候變化

1長(zhǎng)江上游的降水流量特征1.1u3000降水特征長(zhǎng)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(shì)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(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)江中下游為梅雨季節(jié),雨帶徘徊于長(zhǎng)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(shí),長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)江上游月雨量均小于25mm,金沙江以上幾乎無(wú)降水。1.2長(zhǎng)江宜站消化帶的生長(zhǎng)狀況長(zhǎng)江流域水資源較豐富,根據(jù)1878~2004年長(zhǎng)系列資料統(tǒng)計(jì),長(zhǎng)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(jì)算圖三長(zhǎng)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(cāng)山、龍門(mén)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(zhǎng)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(zhǎng)江中下游地區(qū)徑流深大多在600mm以上。長(zhǎng)江上游位于四川盆地西部邊緣和大巴山南部地區(qū)屬?gòu)搅魃畲笥?200mm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(jiàn)表1。金沙江以上地區(qū)年降水量相對(duì)較小,但地下徑流和高原融雪徑流補(bǔ)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(zhǎng)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(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì),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(gè)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(zhǎng)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(shì)。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(shí)踐內(nèi)最枯3個(gè)月的時(shí)段每年11月至次年4月間雨量少,是長(zhǎng)江流域的枯水季節(jié),徑流補(bǔ)給以地下水為主。根據(jù)1952~2004年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)了長(zhǎng)江上游干支流主要控制站枯季徑流特征值,如表3所示。長(zhǎng)江三峽以上各支流最枯3個(gè)月的時(shí)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(gè)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(zhǎng)江干流年內(nèi)最枯時(shí)段,因支流的影響而有所不同,金沙江直門(mén)達(dá)至攀枝花河段以1~3月為最枯,接納雅礱江后最枯時(shí)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(shí)段又恢復(fù)為1~3月。從攀枝花—宜昌河段干流最枯3個(gè)月的水量占年水量的7%以上。2.2枯期23月消極電壓長(zhǎng)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(wú)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(bǔ)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(shí),降水入滲補(bǔ)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(gè)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(jì)長(zhǎng)江上游流域內(nèi)近年來(lái)修建了大量的水利工程,水庫(kù)運(yùn)行后庫(kù)容調(diào)蓄作用的發(fā)揮,勢(shì)必會(huì)在一定程度上增大枯季徑流。長(zhǎng)江上游建成運(yùn)行的主要水庫(kù)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(kù)為例分析水庫(kù)調(diào)蓄對(duì)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(jì)。除1983~1998年段的3月多年平均值大于其后1999~2000年段對(duì)應(yīng)值之外,其余各時(shí)間段的特征流量均表現(xiàn)為不同程度的增大趨勢(shì),表明上游大型水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)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(kù)興建前1~3月多年平均流量為4045m3/s,二灘運(yùn)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(lái)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(guò)程線圖。圖中看50多年系列總體趨勢(shì)變化不明顯,但20世紀(jì)90年代后期以來(lái)略有上升,與上游水利工程建成調(diào)蓄影響時(shí)期同步。4大型節(jié)水項(xiàng)目的調(diào)節(jié)作用4.1水文消費(fèi)率和水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容運(yùn)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(yùn)行。水庫(kù)正常蓄水位1200m,相應(yīng)庫(kù)容58億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容33.7億m3,屬季調(diào)節(jié)水庫(kù)。壩址以上控制流域面積11.64萬(wàn)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(yùn)行以來(lái)到2002年,統(tǒng)計(jì)的24個(gè)枯水月份中有18個(gè)月的月平均出庫(kù)流量大于入庫(kù)流量,占統(tǒng)計(jì)月份的75%,調(diào)節(jié)作用明顯。統(tǒng)計(jì)上述4個(gè)水文年度的枯季入出庫(kù)總水量和水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容運(yùn)用情況見(jiàn)表6。水庫(kù)在后兩個(gè)水文年已開(kāi)始正常運(yùn)行,調(diào)節(jié)庫(kù)容利用量顯著增大,利用率明顯提高,已達(dá)到了97.37%。水庫(kù)正常運(yùn)行的2000~2002年11~4月,二灘平均入庫(kù)流量為641m3/s,平均出庫(kù)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(gè)月1~3月情況,則平均入庫(kù)流量為482m3/s,平均出庫(kù)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(kù)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(kù)總庫(kù)容21.4億m3,調(diào)節(jié)庫(kù)容13.5億m3,調(diào)節(jié)流量201m3/s。1984年水庫(kù)正常運(yùn)行后,統(tǒng)計(jì)分析1984~2000年入出庫(kù)月平均流量見(jiàn)表7。自水庫(kù)正常運(yùn)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(kù)運(yùn)行資料及彭水專用站實(shí)測(cè)資料分析烏江上游3個(gè)梯級(jí)對(duì)下游彭水的影響如表8。上游3水庫(kù)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%。枯季有時(shí)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(kù)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(gè)水庫(kù)的調(diào)蓄作用以烏江渡水庫(kù)所占權(quán)重最大。5枯水航道的運(yùn)行結(jié)合長(zhǎng)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(duì)下游枯季徑流調(diào)節(jié)影響分析結(jié)果表明,長(zhǎng)江三峽工程以上梯級(jí)水庫(kù)的建成運(yùn)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(yùn)行保障和水資源的開(kāi)發(fā)利用。二灘水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)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