龙滩水电工程志(上卷)
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第四节 天峨县水文气象

一、洪水预报与普查

(一)预报

天峨水文站、平腊水文站、甲板水文站除平时观测地表径流、降水、水位、水量之外,在洪水汛期还制作和发布洪水预报。

(二)普查

1975年,天峨水文站对天峨县境红水河流域进行过洪水调查,在调查现场作了洪水标记,并绘制了洪水淹没示意图。

1979年至1980年年初,水电部中南勘测设计院和龙滩勘测设计指挥部在龙滩峡谷上游的县境内作过洪水勘测。

1988年8月29日发生特大洪水期间,天峨水文站在县城淹没区作了洪水调查,并在调查现场作了洪水位标记。红水河龙滩河段50年主要水文数据见表1-2。

表1-2 1959~2008年红水河龙滩峡谷口历年最大流量与最高水位表(珠江基面)

续表

二、水质检查

红水河因洪水期河水呈红色而得名。河水的含沙量居广西诸江河之首。每年汛期,红水河流水混浊,水中含沙量大增。据水文站实测悬移质资料,上游天峨水文站多年平均含沙量为0.834千克每立方米,多年平均年输沙量为4560万吨。下游来宾迁江水文站多年平均含沙量为0.672千克每立方米,多年平均年输沙量为4830万吨。而红水河与柳江汇合后的黔江武宣水文站,多年平均含沙量为0.401千克每立方米,多年平均年输沙量为5140万吨。含沙量自上游向下游逐步减少,可见红水河上游水土流失较下游严重。

(一)原生态水质

1982年3月24日,天峨县防疫站在六排洞口对县城饮用水源水质进行采样化验,其化学指标氮化物、氯化物、总硬度均未超过国家卫生标准,有害物质氟化物、铅、砷、汞等没有检出;但细菌学指标即细菌总数、大肠菌值、大肠杆菌均超过国家卫生指标。

1988年产4月18日和9月3日,天峨县防疫站对红水河水质进行过两次检查化验,结果为:春季河水的色度、浑浊度、溶解氧、耗氧量、总硬度以及铁、锰、铜、锌等金属物质和氯化物等有害物质均未超过国家卫生标准;夏季河水的色度、浑浊度超过国家卫生标准;春、夏季节河水中的细菌总数均超过国家卫生标准。

(二)下闸蓄水后水质

龙滩工程大坝于2006年9月30日下闸蓄水之后,原本浑浊的红水河水渐变清澄。为掌握大坝下闸蓄水后的水质情况,2007年1~12月,2008年1~6月,龙滩公司委托河池市环境保护监测站对龙滩大坝内及大坝下游进行水质监测检查。监测频率由原来每年监测3期、每期连续监测3天,调整为每月监测1次、每次采样1天;监测断面为:1号坝内,2号天峨水文站,每个断面设左、中、右3个采样点。

评价标准执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准,标准中未列入的悬浮物执行推荐标准:SS不大于25毫克每升。

早期监测项目为:水温、pH值、悬浮物、溶解氧、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮、砷、镉、铅、六价铬、挥发酚、硫化物、氟化物、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群数等18项。

从2007年2月起监测项目为:水温、pH值、悬浮物、溶解氧、五日生化需氧量、化学需氧量、高锰酸盐指数、总磷、总氮、氨氮、砷、镉、铅、氟化物、粪大肠菌群数等15项。

下闸蓄水次年1月以后的各次水质监测检查,除下表中所列项目超标外,龙滩水电工程大坝内及大坝下游天峨水文站两个监测断面其他监测项目浓度均符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准。

2007年、2008年龙滩工程大坝内外水质监测不合格项目分别见表1-3、表1-4。

表1-3 2007年龙滩大坝内、外水质监测不合格项目表

表1-4 2008年1~5月龙滩大坝内、外水质监测不合格项目表

龙滩工程大坝下闸蓄水以后的水质监测结果表明:①红水河水质的细菌学指标已趋于良好;②红水河水质的化学指标20年来曾从合格趋向不合格,但在龙滩大坝蓄水以后,又渐趋好转。

三、地表水

天峨县境内的河流均属珠江水系,皆注入红水河。共有大小地表河流58条(红水河干流1条、红水河一级支流3条、小河流54条),全长1186千米,河网密度为0.70千米每平方千米。地表年平均径流量为12.93亿立方米。县境内所有乡镇均有河流分布,集水面积20平方千米以上的地表河有42条。

四、地下水

(一)暗河

天峨地下水多以暗河形式集中出露,县境内共有出露地下水18处,主要如下。

(1)弄流暗河。在更新乡境内,河口海拔423米,宽30米,高3~5米,顺层发育,枯水期涌水量为4立方米每秒。

(2)田家屋基背暗河。在更新乡境内,河口海拔413.10米,宽10米,高5米,顺层发育,属季节性暗河。

(3)陇乐暗河。在陇乐山下,河口海拔410米,枯水期涌水量1至2立方米每秒。

(4)更新暗河。共两处,一处在更新乡政府大院旁,海拔450.37m,枯水期流量0.12立方米每秒;另一处在么洪山脚,海拔443.40米,枯水期流量1.28立方米每秒。

(5)峨里暗河。在六排镇与岜暮乡交界的大岩山下,枯水期流量2.50立方米每秒。

(6)陇帮暗河。在六排镇与岜暮乡交界的大岩山下,枯水期流量2.50立方米每秒。

(7)六排暗河。长11千米,流经都隆、登里、纳州3村,均有天窗可观测其水位,海拔分别为348.10米、340.39米、263.79米。六排出口处海拔240.37米,坡降为2%~5%;最大流量12.85立方米每秒,最小流量0.11立方米每秒。

(8)清水洞暗河。在县城六排镇红水河上游6km,洞口海拔214.71米,出水口外100米处为跌水,坡降为20%,枯水期水量0.54立方米每秒。

(二)泉水

天峨县境内有泉水多处,主要如下。

(1)犀牛泉。在燕来乡燕来村浩里屯,为间歇泉,日出水3次,供灌溉及人畜饮水。

(2)下巴斯泉。在老鹏乡麻洞下巴斯拗口,为永久泉,供人畜饮水。

(3)纳州泉。在六排镇纳州村村委会旁,为永久浅浸泉,供人畜饮水。

(4)简乐泉。在六排镇令当村简乐屯,为永久上升泉,供人畜饮水。

(5)黑洞泉。在六排镇仁顶村黑洞屯,为永久上升泉,供人畜饮水。

(6)大坪泉。在老鹏乡纳碍村大坪屯,为永久浅浸泉,供人畜饮水。

(7)平石泉。在岜暮乡平石村平石屯,为间歇上升泉,供灌溉。

(8)六排泉。在六排镇曾家堡(原县人民政府内),为永久降落泉,曾供县机关饮、用水。

(9)大田弯泉。在县城六排镇小河大田弯(今县档案馆、地震台旁),为永久降落泉,曾供县政府招待所饮、用水。

五、气候

天峨县属中亚热带气候区,既受西南暖湿气流影响,又受云贵高原气候控制,加以县境地貌影响,气候复杂多样。

(一)四季特征

天峨县四季特征明显。

(1)春季。3~5月,长92天,气温由下降转为逐月上升,月际顺序温差3~3.30摄氏度;季内最低气温17摄氏度,最高气温24.30摄氏度,平均气温20.80摄氏度;雨日达40天,雨量达320毫米;由于冷暖交替变幅大,常出现倒春寒天气。

(2)夏季。6~8月,长92天,高温多雨,暖湿期长,月际温差0.7~0.9摄氏度,平均气温26.90摄氏度,7月最高气温达38~39摄氏度。此季大雨、暴雨集中,季雨量达700多毫米,占全年雨量的54%。

(3)秋季。9~11月,长91天,气温上升、下降急剧,月际相差达20%;秋高气爽,晴天居多,气温月变幅2.60~2.90摄氏度。雨日只有26天,雨量急剧下降,日雨量仅8.30毫米,属旱季。

(4)冬季。12月至次年2月,长90天,月平均气温11.80摄氏度,季雨量17.50毫米,仅占全年雨量的5%;此季节干燥寒冷,多有霜冻或飘雪。

(二)气候要素

1.日照

(1)太阳出没。由于县境多山,太阳出没时间与平地启明、断黑时间相差甚大,有的地方达4~5小时,日照时间也相对减少4~5小时。

(2)日照时数。年平均日照时数1281.90小时,3~9月达984.70小时。纬度和海拔变化对日照有明显影响。据气象部门实地测算,纬度每高1分,年日照时数减少3.20小时;海拔每增加100米,年日照时数减少4.30小时。有的地方如六排、龙鱼等地,由于东西两侧山峰高耸,遮蔽天日,年日照时数比高海拔的乡镇减少30~70小时。

(3)太阳辐射。年平均太阳辐射量为93.28千卡每平方厘米,3~7月达73.29千卡每平方厘米。由于山体遮蔽,全年各旬的散辐射都大于直接辐射。全年散辐射量为58.13千卡每平方厘米,占总辐射量的62%,直接辐射量为35.15千卡每平方厘米,占总辐射量的38%。太阳辐射旬际变化有“三峰三谷”的特点:三个高峰分别出现在6月上旬、7月下旬、8月下旬;三个低谷分别出现在2月下旬、5月中旬、8月上旬。

(4)气温。多年平均气温为20摄氏度;最热月份是7月,多年月平均气温为27摄氏度,最高月平均气温为29.20摄氏度,极端最高气温为38.90摄氏度(发生在1971年7月22日);最冷月份是1月,多年月平均气温为10.80摄氏度,最低月平均气温为7.40摄氏度,极端最低温为-2.90摄氏度(发生在1963年1月14日)。一年之中日平均气温大于15摄氏度的日数为236天。

(5)地理分布特点。北部、东北部气温较低,南部气温较高,山地气温垂直分布特别明显。最高处高楼山顶年平均气温只有13.30摄氏度,而最低处红水河谷劳拉河口年平均气温为20.10摄氏度,相差达6.80摄氏度。由于脊地阻隔,使东部变温大于西部。1月,高海拔的三堡、海州、岩里等千米以上山区还是隆冬时节,甚至皑皑白雪覆盖到山腰,而在同一海拔高度的更新、林桃却在14摄氏度左右,蕉林翠绿茂密、山花含苞待放;在夏季,坡结、向阳、六排等地已是赤日炎炎、烈如火烤,而三堡、岩里、仁顶、洞里等地却还是温和、凉爽如春秋两季。县境内因特定地理条件影响形成三大暖区和三大冷区。三大暖区是:下老、圭里暖区,年平均气温19摄氏度;向阳、平腊暖区,年平均气温20摄氏度;六排、云榜暖区,年平均气温20摄氏度。三大冷区皆为山脊地:三堡至龙茶,年平均气温15.90摄氏度;海州至岩里,年平均气温17摄氏度;龙凤至甲岩、大曹等大石山区,年平均气温16摄氏度。

2.降雨

(1)雨量。天峨县北部有云贵高原高大的苗岭山脉作屏障,南来的暖湿气流在县境上空爬升缓慢,加以森林植被生态影响,使得县境内降雨充沛,雨量集中。降雨量地理分布的一般规律是:东部大于西部,经度往东每增加1分,年降雨量增加9.40毫米;高纬度大于低纬度,纬度每增加1分,年降雨量增加2.40毫米;高海拔地带大于低海拔地带,海拔每增加100米,年降雨量增加6.40毫米。全县各地年降雨量平均值在1000~1400毫米;东部地区(含县城六排镇)年平均降雨量为1370.60毫米,最多达1706.90毫米(1979年),最少为1089.70毫米(1962年);西北部地区(含下老乡)年平均降雨量为1100毫米,最多达1453.60毫米(1966年),最少为762.60毫米(1963年)。降雨量时间分布:1月雨量极少,多年平均值仅有16.10毫米,7月雨量最多,多年平均值达267.10毫米;1~4月和9~12月共8个月的雨量占全年总雨量的31%,相对应的量值为425毫米;5~8月4个月的雨量就有945毫米,占全年总雨量的69%。

(2)雨日。县境平均雨季始日为4月25日(最早是4月15日,最迟是5月15日),平均雨季结束日为9月15日(最早是8月25日,最迟是9月25日)。县境东部比西部边缘地带雨季始日早2~3天,而雨季结束日却迟2~3天,但南部与北部雨季始日与结束日则相差甚小。历年平均降雨日(大于等于0.1毫米)数,从西部至东部逐渐增加(117~163天),中部则介于西东部之间(125~150天)。从雨量级区分雨日数:量级小的雨日多,随量级增大而雨日渐少。日雨量不小于5毫米的年平均降雨日数为45~60天,日雨量不小于10毫米的年平均降雨日数为30~41天,日雨量不小于25毫米的年平均降雨日数为12~16天,日雨量不小于50毫米的年平均降雨日数为0.60~3.90天。

3.蒸发量与干旱指数

(1)蒸发量。天峨县境内年平均蒸发量为1191.90毫米,7月最大,达144.60毫米,1月最小,只有51.90毫米;其地理分布呈从南到北逐步减少趋势。

(2)干旱指数。天峨县多年平均干旱指数为0.87,属湿润地带。1月指数为3.22,属干旱月;6月指数为0.44,属湿润月。在季节分布上,12月至次年2月(冬季)指数为2.85,属干旱季节;3~5月(春季)指数为0.86,6~8月(夏季)指数为0.53,均属湿润季节;9~11月(秋季)指数为1.33,属半湿润季节。

4.霜雪

(1)霜。据统计,1959~1988年30年中,22年有霜,几率为73.3%。历年平均无霜期347天。初霜日期最早是11月24日(1958年),最晚是1月27日(1962年);终霜日期最早是12月29日(1963年),最晚是3月3日(1959年)。连续最长有霜日数8天(1973年12月31日至1974年1月7日)。30年中,重霜年份占8%,中霜年份占33%,轻霜年份占59%。

(2)雪。据统计,1971~1988年18年中,有雪13年,几率为72.20%。初雪日期最早是12月12日(1976年),最晚是12月28日(1984年);终雪日期最早是1月21日(1971年),最晚是2月9日(1982年)。此18年中,有两次大雪期:一次为1976年12月~1977年1月之间,海拔600米以上山区积雪0.05~1米;一次为1983年12月~1984年1月之间,海拔500米以上山区积雪0.08~2米。其他有雪年间均为小雪。雪期高山出现冰冻。

5.风

(1)风向。全年多南风、西南风,少北风。1月多东北风,2月多西南风,3月多南风,4月多东南风,5月多南风,6月多南风,7月多西南风,8月多南风,9月多南风、西南风,10~12月多西南风。

(2)风速。平均风速,全年为0.70米每秒。1月为0.50米每秒,2~5月为0.70米每秒,6~8月为0.60米每秒,9月为0.70米每秒,10月为0.60米每秒,11月为0.70米每秒,12月为0.50米每秒。最大风速,1月为80米每秒,2月为70米每秒,3月为21.70米每秒(瞬时),4~5月为24米每秒(瞬时),6月为17米每秒(瞬时),7月为14米每秒,8月为12米每秒,9月为17米每秒(瞬时),10月为6米每秒,11月为21.70米每秒(瞬时),12月为12米每秒。瞬时最大风速为24米每秒,30年出现过14次,最早出现在3月31日,最迟出现在11月19日,主要是东北风和西北风,其次是东风和西风。

(3)降水、气温年总量、平均值、极端值。天峨县降水、气温年总量、平均值、极端值资料见表1-5和表1-6。

表1-5 天峨县年平均总降雨量及月最多降雨量、月最少降雨量表

表1-6 天峨县历年气候情况表

六、气象观测

(一)观测机构

民国24年(1935年),天峨县政府在县治所在地城治乡向阳街始设雨量站观测气温和雨量,1949年废。

中华人民共和国成立后,于1957年春筹建天峨气象站,是年6月建成,7月1日开始观测预报工作。初时配技术干部2人,1960年增加到4人,直属广西气象局领导。1968年划归天峨县农林水革命委员会领导。1972年气象站单独成立领导小组,直属县革命委员会领导。1980年被河池地区气象局收回管理。1983年设天峨气象局,下设气象站,站内设预报组、测报组。1988年,局、站共有工程师1人,助理工程师1人,技术员6人,工人1人。

(二)观测项目及观测点

天峨气象局为国家二级站,承担的气象观测项目有:降水、气温、地温、气压、湿度、风、日照、蒸发和云量、能见度和天气现象等常规观测项目。2005年以后又先后在每乡建设1个自动气象站,至2008年止,河池气象部门可随时提供龙滩上游100多个气象站点(含自动气象站)降雨实况资料。区域探空、雷达、卫星云图接收处理、闪电定位等探测设施也于2008年前建设完成,其中布点新一代多普勒测雨雷达时,考虑为龙滩服务的因素,选址南丹龙凰坡顶,使多普勒测雨雷达能有效覆盖龙滩上游大部分集雨区,对龙滩电站发电运行可发挥重大作用。

(三)气象预报

1958~1965年,天峨气象站主要进行农业气象观测,如气温、地温、日照、雨量、风、霜、雪等。关于晴、阴、雨的天气预报不能自行制作和发布,只能按上级气象部门发来的预报照本宣科。20世纪60年代中期开始制作天气预报,70年代初期开始制作和发布长、中、短期天气预报以及寒露风、霜冻等灾难性天气预报。主要观测项目是云量、气压、空气和土壤的温度及干湿度、风向、风速、降水、日照、蒸发量等气象要素。1984年以后由于观测手段逐步改进,预报的准确率不断提高,各种气象要素观测的最大误差为0.30%。

1984年以来,河池气象部门一直为龙滩电站的设计、建设施工和发电运行服务。1985~1986年间,河池气象局派出多个气候考察队,同时在龙滩库区布点进行了长达1年多的实地气象观测,为龙滩电站的设计提供了大量气象资料。在龙滩电站正式开工之前的前期基础设施建设期间,河池气象部门为通往龙滩的道路、桥梁建设等不断提供服务。2001年7月以后,河池气象部门一直为龙滩围堰截流、工程建设、下闸蓄水和发电运行提供保障服务。建设期间服务重点主要是为大坝施工安全提供保障服务,服务项目主要有坝区降水、雷电、风、能见度、高低温、坝区上游各主汇流区强降水等涉及施工安全的预报和服务;龙滩电站首台机组发电运行后,气象服务的重点逐渐转为水情调度服务,卫星、探空、测雨雷达和密布各地的气象观测网络能够满足龙滩电站雨水情监测的需要。