洞庭湖生态水文与生态需水研究
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2.2 水文气象特征

2.2.1 气象特征

湖南省地处亚热带季风湿润气候区,受季风环流和地形地貌条件的综合影响,气候特征具有四季分明、热量充足、雨量丰沛、春温多变、夏秋多旱、冬冷夏热、严寒期短及暑热期长的特点;同时具有年内、年际变化较大及气候类型多样等特征。

湖南气候主要受大气环流的影响,冬季盛吹偏北风,夏季盛吹偏南风。全省多年平均气温为17.0℃;就月平均气温而言,1月最低,平均为5.2℃,7月最高,平均为28.3℃;极端最高气温一般出现在7—8月,最低气温一般出现在1—2月,全省范围内极端最高、最低气温分别为43.8℃(益阳,1961年7月4日)和-18.1℃(临湘,1969年1月31日)。全省多年平均相对湿度为80%,多年平均日照时数为1537h,全年无霜期为270~300d。

根据湖南省水资源综合规划1956—2000年资料统计分析,全省多年平均年降水量为1450.0mm,但降水量时空分布不均匀,且年际变化较大,其特点如下。

(1)降水空间分布。全省降水量分布总的趋势是山区大于丘陵,丘陵大于平原,西、南、东三面山地降水量多,中部丘陵和北部洞庭湖平原少。全省平均降水量为1450.0mm,一般为1200~2000mm。山地多雨区一般在1600mm以上,少雨的丘陵、平原区降水量为1200~1400mm,大部分丘陵区一般在1400~1600mm间。

(2)降水量年内分配。降水量年内分配不均匀,3月下旬降水量逐渐增加,多年平均降水量汛期4—9月占全年的68.1%,其中4—8月占全年的62.3%。多年平均最大月降水一般出现在5月或6月。一般多年平均最大月降水量占全年降水量的13%~20%,降水量特别不均匀的典型年份可达40%以上。多年平均最小月降水一般出现在12月。一般多年平均最小月降水量仅占全年降水量的1.6%~4.0%,有些特别不均匀的典型年份最小月降水量为0。最大月降水量一般是最小月降水量的4~9倍。

(3)降水量年际变化。各年的降水量差异较大。全省各雨量站最大年降水量一般为1500~2500mm,最大年降水量超过2500mm的大多发生在山地,澧水上游八大公山站1998年降水量为3697mm,为全省年降水量最大值。全省各雨量站最小年降水量一般在800~1300mm之间,湘水支流蒸水的茅洞桥站1985年降水量597mm,为全省年降水量最小值。单站最大年降水量与最小年降水量比值大多为1.70~2.50。

根据湖南省水资源综合规划的成果,全省1980—2000年多年平均水面蒸发量为736.5mm,一般为600~900mm,总的趋势是以雪峰山为界,东部大于西部。全省水面蒸发的高低值区分布,与年降水量的分布基本相反。一般是山区小,丘陵、平原大。水面蒸发的年内分配及年际变化:5—10月蒸发量较大,占全年的71.8%,以7月为最大,占15.4%,以1、2月为最小,均为3.3%。各站年水面蒸发量最大值与最小值的比值平均为1.4,最大为1.7,最小为1.2。同时,系列中最大极值差为406mm,最小极值差为112.5mm。湖南省水面蒸发量的年际变化不大。陆地蒸发量的大小取决于供给蒸发的水量和蒸发能力两个主要因素,陆地蒸发随高程增加而减小。全省多年平均陆地蒸发量为653mm。

2.2.2 水文特征

根据湖南省水资源综合规划1956—2000年统计成果,全省河川径流量1682亿m3(包括浅层地下水366亿m3);另外,重庆、贵州、广东、广西、江西、湖北等省(自治区、直辖市)流入洞庭湖水系的客水454亿m3;还有长江通过松滋、藕池、太平三口注入洞庭湖的多年平均水量923亿m3。湘、资、沅、澧水控制站1956—2000年和1956—2003年实测多年平均年径流量成果见表2.2.1。

表2.2.1 湘、资、沅、澧水控制站实测多年平均径流量成果

1.径流地区分布

径流主要靠降水补给,年径流的地区分布规律与年降水量分布规律大体相似,全省多年平均径流深为794.0mm,地区差别大,在500~1400mm间变化。降水多的地区往往也是径流丰富的地区,一般山地多于丘陵、平原,全省地表径流超过1000mm的高值区有5个,即澧水上游区、资水中下游区、捞刀河及浏阳河上游区、东江上游及洣水上游区、潇水上游与珠江武水上游区。低于600mm的低值区有3个,即洞庭湖湖区、衡邵区、沅水img水及渠水上游区。

2.径流的年际变化

根据实测资料进行分析,径流丰、枯周期平均为19年,最长达36年,最短的只有10年,这一特征与降水量基本相似。全省极大值与极小值的倍比值变化在2~6倍间,平均值为3.4,四水中又以湘江最大,一般在2~6倍间,平均值为3.7。资水、沅水和澧水变化略小,一般在2~5倍间。径流的年际变化规律为山区变化小,丘陵、平原区变化大;湘水、资水和湖区变化大,沅水和澧水变化小。

3.径流的年内变化

湖南省因季风环流影响,雨量多集中于春夏,河流相应出现汛期,多年平均连续最大4个月径流一般出现在4—7月,湘水少数地区和洞庭湖区是3—6月,澧水大多数地区是5—8月,这4个月的径流量一般占全年径流量的55%~65%。湖南省汛期为4—9月,汛期径流量占全年径流量的60%~80%。湖南省降雨量较少的是秋冬时期,河流相应出现枯水,多年平均连续最枯径流一般出现在12月至次年2月,这3个月的径流量占全年径流量的比例沅水和澧水一般小于10%,湘水和资水在10%~13%内。

湖南省河流径流的月份分配不均,从全省平均情况看,以6月月径流最大,占全年径流量的18.4%,其次是5月、7月,分别占16.2%和14.6%;12月和1月最小,只占2.9%。各流域也不尽相同,湘、资、沅三水5月最大。澧水6月最大。湘水12月最小,资、沅、澧三水则1月最小,一般最大月径流为最小月径流的8倍左右。

湖南省河流属雨洪河流,洪水来源于暴雨。湘、资、沅、澧以及汨罗江、新墙河洪水均具有山丘区洪水的特点,洪水陡涨陡落,峰高量大,汛期4—9月,年最大洪水多发生在4—8月。湘水洪水5—6月出现次数最多;资水柘溪以上洪水主要发生在5—7月,柘溪以下洪水主要发生在7—8月;沅水洪水5—7月发生次数最多;澧水洪水6—8月出现次数最多。

湖南省河流虽为少沙河流,但由于受流域自然地理特征、流域降水特性、人类活动等因素影响,各河流含沙量和输沙量差别较大。根据1956—2003年实测资料统计,湘、资、沅、澧四水多年平均悬移质含沙量以澧水最大,石门站为0.365kg/m3;多年平均悬移质输沙量以沅水最大,桃源站为1070万t/a。四水河道的输沙量情况见表2.2.2。

河道泥沙主要来源于降水对流域表土的冲刷和侵蚀。湖南省降水主要集中在汛期,因此河流泥沙量主要集中在汛期,约占全年输沙总量的90%。

表2.2.2 湘、资、沅、澧水控制站实测多年平均悬移质含沙量输沙量成果