2.4 汉江中下游水文气象特征
(1)气象。汉江流域属亚热带季风气候区,气候较温和湿润。流域内多年平均气温12~16℃,由上游向下游递增。月平均最高气温发生在7月,为24~29℃;月平均最低气温发生于1月,为0~3℃。极端最高气温为42.7℃(发生于郧县1966年7月19日);极端最低气温为-17.6℃(发生于房县1977年1月30日)。
流域多年平均降水量为700~1800mm,年降水量呈现南岸大于北岸,上游、下游大,中游小的地区分布规律。汉江上游年内降水有3个集中时段:4月下旬至5月下旬为春汛;6月下旬至7月下旬为夏汛;8月下旬至10月为秋汛,其中夏汛时段雨量最大,秋汛次之,但遇到降雨天气有异时,秋汛雨量也会超过夏汛。汉江下游地区春汛、秋汛主峰不如上游明显,降水年内分配不均匀,5—10月降水占全年的70%~80%,7月、8月、9月占年降水量的40%~60%。降水Cv值上游地区为0.20,中下游地区为0.25。
全流域E601水面蒸发量变化为700~1100mm,流域内水面蒸发在时间上的变化不大,而在空间的变化较显著,其地区分布大致与降水相反,分布趋势大致由西南向东北递增。水面蒸发的年内分配,以1月或12月最小。流域内陆地蒸发为400~700mm,呈现山区小,河谷平原大的分布规律。
汉江流域多年平均风速为1.0~3.0m/s,各季节平均风速变副不大。风向具有明显的季风特点,冬季以东北NE风为主,夏季以东南SE风为主。各站10分钟平均最大风速为17~24m/s。最大风速为安康的24.3m/s(西南SW)和枣阳的24.0m/s(南S)。
(2)径流。流域内河川径流的水源补给主要来自大气降水,地下水所占比重较小,因此地表水资源的分布规律与降水分布基本一致。由于陆地蒸发的地区分布与降水量相反,使得年径流深的地区分布不均匀。流域内径流深为300~900mm。秦岭山地和米仓山、大巴山一带均在400mm以上,其中米仓山、大巴山高值区分别为1400mm和1000mm;流域东南部及东部降水高值带由于陆地蒸发量大,年径流深和其余大部分地区一样为300~400mm;径流深小于200mm的低值区位于丹江上游商、丹盆地及东部的南襄盆地一带。
汉江流域多年平均连续最大4个月径流占全年径流的60%~65%,白河上游为60%,白河下游为60%~65%,出现时间由东向西推迟。大致在襄阳以下为4—7月或5—8月,襄阳以上为7—10月。汛期径流占年径流的72%~77%,由于流域的调蓄作用,径流的集中程度略次于降水。年径流变差系数Cv为0.3~0.6,其分布趋势由西向东递增。
汉江径流年际变化很大,根据沿江主要测站现有实测资料统计,其最大、最小径流量相差大都在3倍以上,年径流量变差系数(Cv)不低于0.4,为长江各大支流之冠。在降水变率较大以及区内植被破坏较严重的环境条件下,河川洪枯流量年内、年际变化显著是必然的,这是一些地区旱涝灾害频繁发生的较直接原因。
丹江口水库初期规模于1967年11月下闸蓄水,1973年全部建成,由于其具有102亿m3的调节库容,故丹江口水库建成后对汉江中下游径流具有较大调节影响,对汉江中下游径流年内再分配起了有益的作用。以皇庄水文站为例,分析该站在丹江口水库建库前(1956—1967年)和建库后(1968—2004年)两个时期的历年实测径流年内分配。经分析,皇庄站径流年内分配呈现出枯季径流量增加,汛期径流量下降的趋势,该站枯季(第一年的11月到第二年的4月)径流量百分比由22.7%增至31.9%;而汛期(当年的5—10月)径流明量百分比由77.3%减少至68.1%。
(3)暴雨洪水。汉江流域暴雨多发生在7—9月,具有前后期暴雨显著的特点。夏季暴雨主要发生于陕西白河县以下的堵河、南河和唐白河;秋季暴雨多发生在白河以上的米仓山、大巴山一带。汉江洪水由暴雨产生,洪水的时空分布与暴雨一致,且具有较明显的前后期洪水特点。1933—2000年历年最大洪水发生在各月频次统计成果表明,年最大洪水发生在7月和9月的频次最高。前期夏季洪水发生在9月以前,往往是全流域性的,如1935年洪水,丹江口坝址和碾盘山站洪峰流量分别为50000m3/s和57900m3/s。后期秋季洪水,一般来自上游地区,多为连续洪峰,历时长、洪峰大,如1964年10月和1983年10月,丹江口坝址洪峰流量分别为26000m3/s和31900m3/s。
从洪水的地区组成上看,夏汛洪水的主要暴雨区在白河以下的堵河、南河、唐白河流域,洪水历时较短,洪峰较大,且常与长江洪水发生遭遇,如“35·07”洪水;而秋汛洪水则以白河以上为主要产流区,白河以上又以安康以上的任河来水量最大,并且秋季洪水常常是连续数个洪峰,其洪量也较大,历时较长,如“64·10”“83·10”洪水。
典型年前后期洪水地区组成分析结果表明,前期洪水丹-碾区间7d洪量占碾盘山的百分比大于丹-碾区间占碾盘山的面积比32.0%,如1935年7月洪水、1975年8月洪水丹-碾区间7d洪量分别占碾盘山的35%和64%;后期洪水丹-碾区间洪量占碾盘山的百分比则小于相应的面积比,如1964年10月、1983年10月两次洪水,丹-碾区间7d天洪量占碾盘山的百分比均为24%。就洪水季节而言,丹-碾区间的夏汛来水量明显大于秋汛,白河以上则是夏汛来水量与秋汛相当。
通过对汉江干流各主要水文站设计洪水成果的分析计算,结果表明各主要水文站设计洪水的Cv值在0.4~0.7之间,并且受气候地形条件的影响,Cv值沿程变化规律不一致。①白河水文站以上流域为降水低值区,白河站至丹江口区间为降水高值区,各区暴雨洪水特性有明显差异,因此汉江干流各主要水文站设计洪水的Cv值在白河站上游沿程递减,在白河站至丹江口区间则是沿程递增;②丹江口以下南襄盆地为汉江流域的降水低值区,且襄阳以下不远处有唐白河(流域面积26421km2)汇入,干支流两股洪水汇合后相互补充使得洪水过程平缓,年最大洪水的年际变化减小。襄阳站与唐白河的组合洪水经过干流调蓄后至皇庄水文站,洪水过程进一步坦化,因此丹江口至皇庄区间的Cv值沿程递减。
汉江中下游各气象站气候特征值见表2.3。
表2.3 汉江中下游各气象站气候特征值