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唐白河水系降水特性分析

2010-06-14康大宁卢明三孙国苗河南省南阳水文水资源勘测局

河南水利与南水北调 2010年7期
关键词:唐河白河降水量

□康大宁 □孙 霞 □卢明三 □李 璐 □孙国苗(河南省南阳水文水资源勘测局)

一、概况

唐白河水系是汉江流域面积最大的一条支流,白河(古称淯水)发源于河南嵩县攻离山;唐河(古称沘水或醴水)发源于河南方城县七峰山的北柳树沟,唐河与白河在湖北省襄阳县龚家咀汇合后,始称唐白河,于襄樊附近注入汉江。唐白河流域面积为24590km2,流域的西部和北部为伏牛山区,分别与汉水的丹江流域和淮河流域为邻,东邻桐柏山脉,与淮河流域相望,南邻隔汉水与荆山相邻,中部即为著名的南襄盆地,由于四面环山,水势呈扇形向盆地集中。唐白河水系主要由唐河、白河、湍河三大支流组成,其流域面积均在5000km2以上,其中较大的分支有刁河、默河、严陵河、西赵河、潦河、潘河、赵河、泌阳河、桐河、三夹河、滚河等。河道坡面多在1/500~1/4000。

唐白河水系区域内地形复杂多变,流域边缘的山脉海拔高度多在500~2000m,极顶为西峡玉皇顶的2212.5m,流域底部为盆地,海拔高度在80~130m,第四纪松散沉积广泛分布于盆地底部;流域径流是汉江径流的低值区,也是长江中下游的径流低值区,但由于降水变率大,年内分配不均,常发生洪、旱灾害。

二、水汽来源及主要降水天气系统

唐白河水系位于亚热带和北温带过渡区的季风气候区内,降水主要是借助于夏季东南季风,把大量的水汽从太平洋、印度洋的孟加拉湾上空输入,在西太平洋副热带高压脊线及西北槽东移、江淮横切变线的作用下,加上地形的影响,形成降水过程;在水汽充沛的前提下,很容易在该地区产生大暴雨或特大暴雨,而产生暴雨的天气系统往往是一个或几个气象因素综合作用的结果。

唐白河水系区域主要降水天气系统有:

(一)台风

台风是一个热带天气系统,台风是热带洋面上的强气旋性涡旋,本身带有充沛的水汽和强烈的上升运动,具有巨大的不稳定能量,并伴有狂风和暴雨,强台风盛夏登陆后,往往在台风区产生强烈的暴雨天气系统,具有极大的破坏作用。其特点是范围较小,历时较短,强度很大。唐白河流域1975年8月的大洪水就是3号台风登陆引起的,台风虽然在唐白河流域发生的几率不高,但造成的灾害往往较大。

(二)西太平洋副热带高压

是影响唐白河水系夏季气候的重要天气系统,它的活动、停止、加强与西伸、北进、减弱与东移南退均将对该区域的天气带来重要的影响,当副高与西南低涡或西北气流作用,常形成强烈的暴雨天气,唐白河流域七、八月份的降雨,常常与副高的运动有关。

(三)低涡、低压、低压槽

是影响该地区夏季暴雨的另一类天气系统,低压、低压槽附近常形成切变线,产生对流云团,青藏高原东部的西南低涡在夏季东移往往沿长江、淮河一线移动,造成江淮一带的暴雨。如1991年8月唐河暴雨洪水就是由低涡东移影响的。

(四)梅雨锋

是唐白河流域6~7月份的主要降水系统,当锋面附近有中小尺度的天气系统时,常常形成强烈的对流性降水。

(五)组合型天气

一般来讲,产生暴雨天气往往是多种系统的组合,如“75.8”暴雨就是由台风(热带低压)副热带高压、西风槽共同的影响。

除了充沛的水汽产生降水的天气系统之外,下垫面地形也对暴雨天气起着一定的制约作用,当气团运动中受到地形的影响,产生复合抬升运动时,往往导致强烈的局地暴雨洪水。1991年8月6日唐河洪水就是西南低涡在桐柏山受阻而抬升复合的暴雨。盛夏热对流面也往往受地形的影响,如白河1986年6月26日暴雨洪水及都市化的傍晚雷雨都是这种类型。

三、年降水量的地区分布

唐白河水系多年平均年降水量为846.4mm,为长江中下游的降水低值区。南襄盆地在800mm以下,东北部伏牛山可达1000mm以上。

地形的影响,使降水量的地域分布极为不均,唐白河流域的西部和北部为伏牛山区,东邻桐柏山脉,与淮河流域相望,南邻隔汉水与荆山相邻,中部即为南襄盆地,由于四面环山,来自印度洋孟家拉湾、太平洋的水汽,受边界上桐柏山、伏牛山和内部局部山丘地形的影响,产生抬升作用,利于降水;而在广阔的平原及河谷地带,由于受大气下沉辐射,缺少地形对气流的抬升作用,则不利于降水。因此,在水汽和地形的综合影响下,东西部山区高于中间的盆地,山丘区降水大于平原区,山脉迎风坡降水量大于背风坡的规律,其分布特点基本上与地形高低相对应。

由于受大气环流、天气系统、地形的综合影响,在唐白河流域产生了3个暴雨多发区,形成了唐白河流域的降水分布特点,这3个多发区的具体位置是:

桐柏山的抬升复合作用形成的桐柏暴雨多发区以桐柏为中心,包括三夹河的上游,泌阳河的上游左岸地区。6~9月平均总量多数年份>600mm,中心点为702mm。

伏牛山区的抬升复合作用形成南召暴雨多发区,包括南召县城以东的白河支流地带,6~9月总雨量多数年份大于600mm,中心点为650mm。

板桥、华山水库暴雨多发区,包括饶良河、泌阳河上游地区,6~9月总量在600mm左右。

四、降水量的年内分配

季节的影响,使降水的年内分配不均匀,特别是7~8月受热带天气系统影响,唐白河上游伏牛山区及淮河上游的桐柏山区常形成暴雨,引起洪涝灾害。多年平均最大连续4个月的降水量为400~700mm,占年降水量的50%~70%。降水集中的程度自南向北递增,南襄盆地为50%~60%,伏牛山丘区为60%~70%。

降水的季节变化较大,夏季 (6~8月)降水量最大,一般为400~600mm,集中了年降水量的40%~70%,降水集中的程度自南向北增加。春季(3~5月)降水量次于夏季,为100~400mm,占年降水量的10%~30%,秋季(9~11月)降水量小于春季大于冬季,为100~200mm,占年降水量的10%~20%。冬季(12~2月)为降水量最小的季节,一般为20~100mm,占年降水量的10%左右。

年内各月降水相差悬殊。一年中以7月份降水量最多,一般在130~250mm,占年降水量的15%~30%;最小月降水量大多出现在1月份,一般为5~20mm,占年降水量的1%~3%。最大月降水量与最小月降水量之比为5~30。

五、降水量的年际变化

唐白河流域降水的年际变化较大,最大年与最小年降水量相差悬殊,根据已整编的资料统计,各站最大年降水量与最小年降水量的比值大多为2~4;最大与最小年降水量的极差大多为600~1500mm。极差最大的斗垛站,1964年降水量为1950.8mm,1966年降水量为510.8mm,极差达1440.0mm,最大年降水量与最小年降水量的比值3.8;其次是钟店站,1964年降水量为1729.0mm,1966年降水量为390.9mm,极差达1328.1mm,最大年降水量与最小年降水量的比值4.4。唐白河流域主要站年降水量特征值见下表。

唐白河流域主要站年降水量特征值表

从年降水量的变差系数来看,降水量的年际变化亦较大,Cv值一般为0.20~0.30,并自南向北增加,降水量较大的山丘区大于降水量较小的平原区。伏牛山区Cv值>0.25,南襄盆地平原地区Cv值<0.25。月、季降水量的年际变化一般大于年降水量的年际变化,如春季降水量的Cv值一般在0.40~0.60。

六、唐白河流域暴雨洪水简析

唐白河流域的降水很不均匀,汛期6~9月雨量占全年降水量的60%左右,其中暴雨比重大,常发生暴雨洪水灾害。如1963年,南阳年降水量达990mm,24h暴雨量155.4mm,3d暴雨量365.9mm。1964年唐白河区年降水量达1226.9mm,为多年平均值的145%。1965年7月9日,唐河流域普降暴雨,暴雨中心唐河祁仪,24h暴雨达418mm,最大72h雨量570mm。

唐白河流域“75.8”特大暴雨洪水简析:

1975年8月,三号台风深入内陆在江淮一带停留数天,在唐白河流域产生了百年不遇的特大暴雨,这次特大暴雨的特点一是强度大,暴雨中心出现在上游山区;二是暴雨持续历时长,面积广,雨强从东向西递减;三是在降雨时程分配上先小后大,暴雨最大雨峰在后期;四是主要暴雨位置一直维持在南召、方城、桐柏和泌阳的部分地区,比较稳定。泌阳河上游面雨强均>1000mm。杨集站6h雨量320.6mm,3d降雨1048.8mm,8月7日1d降雨796.3mm,为历史罕见;郭林站总雨量为1517mm;平均径流系数0.83,特大暴雨产生特大洪水,口子河站洪峰流量6100m3/s,鸭河口最大入库流量11700m3/s,唐河站洪峰流量13100m3/s,超保证水位3.56m。社旗站最大涨幅2.08m/h。

“75·8”特大暴雨的形成,是由多方面因素造成的:一是行星尺度的环流引起的台风深入内陆,移动变慢甚至停滞,强度维持不减甚至一度稍有加强,使得暴雨区上空受台风影响时间长,造成长时间的降水;二是各种天气系统配置造成持续时间较长的上升运动,源源不断的水汽供应和位势不稳定的不断建立;三是在上述天气系统的背景下,中尺度扰动造成一次次强的对流运动,对流性强降水沿同一路径移动或向同一方向汇集,造成这一地方的特大暴雨;四是地形对暴雨起着明显的增强作用,造成这次罕见的特大暴雨。

七、结语

唐白河水系区域的降水主要受西太平洋副热带高压、组合型天气等天气系统的影响,具有地域分布极为不均匀、年内和年际变化大的特性。多年来降水量极值的不断变化,一方面说明水文测报水平不断提高,另一方面也说明水文规律的研究远未结束。同时随着经济社会的不断发展,自然灾害造成的损失可能会更大,水文部门要加强水文雨量站网建设,应用先进的测报设备实施更全面地监测、预报和防范,为社会经济生活的和谐发展发挥更重要的作用。

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