□康大寧 □孫 霞 □盧明三 □李 璐 □孫國苗(河南省南陽水文水資源勘測局)
唐白河水系是漢江流域面積最大的一條支流,白河(古稱淯水)發(fā)源于河南嵩縣攻離山;唐河(古稱沘水或醴水)發(fā)源于河南方城縣七峰山的北柳樹溝,唐河與白河在湖北省襄陽縣龔家咀匯合后,始稱唐白河,于襄樊附近注入漢江。唐白河流域面積為24590km2,流域的西部和北部為伏牛山區(qū),分別與漢水的丹江流域和淮河流域為鄰,東鄰桐柏山脈,與淮河流域相望,南鄰隔漢水與荊山相鄰,中部即為著名的南襄盆地,由于四面環(huán)山,水勢呈扇形向盆地集中。唐白河水系主要由唐河、白河、湍河三大支流組成,其流域面積均在5000km2以上,其中較大的分支有刁河、默河、嚴陵河、西趙河、潦河、潘河、趙河、泌陽河、桐河、三夾河、滾河等。河道坡面多在1/500~1/4000。
唐白河水系區(qū)域內(nèi)地形復雜多變,流域邊緣的山脈海拔高度多在500~2000m,極頂為西峽玉皇頂?shù)?212.5m,流域底部為盆地,海拔高度在80~130m,第四紀松散沉積廣泛分布于盆地底部;流域徑流是漢江徑流的低值區(qū),也是長江中下游的徑流低值區(qū),但由于降水變率大,年內(nèi)分配不均,常發(fā)生洪、旱災害。
唐白河水系位于亞熱帶和北溫帶過渡區(qū)的季風氣候區(qū)內(nèi),降水主要是借助于夏季東南季風,把大量的水汽從太平洋、印度洋的孟加拉灣上空輸入,在西太平洋副熱帶高壓脊線及西北槽東移、江淮橫切變線的作用下,加上地形的影響,形成降水過程;在水汽充沛的前提下,很容易在該地區(qū)產(chǎn)生大暴雨或特大暴雨,而產(chǎn)生暴雨的天氣系統(tǒng)往往是一個或幾個氣象因素綜合作用的結(jié)果。
唐白河水系區(qū)域主要降水天氣系統(tǒng)有:
臺風是一個熱帶天氣系統(tǒng),臺風是熱帶洋面上的強氣旋性渦旋,本身帶有充沛的水汽和強烈的上升運動,具有巨大的不穩(wěn)定能量,并伴有狂風和暴雨,強臺風盛夏登陸后,往往在臺風區(qū)產(chǎn)生強烈的暴雨天氣系統(tǒng),具有極大的破壞作用。其特點是范圍較小,歷時較短,強度很大。唐白河流域1975年8月的大洪水就是3號臺風登陸引起的,臺風雖然在唐白河流域發(fā)生的幾率不高,但造成的災害往往較大。
是影響唐白河水系夏季氣候的重要天氣系統(tǒng),它的活動、停止、加強與西伸、北進、減弱與東移南退均將對該區(qū)域的天氣帶來重要的影響,當副高與西南低渦或西北氣流作用,常形成強烈的暴雨天氣,唐白河流域七、八月份的降雨,常常與副高的運動有關(guān)。
是影響該地區(qū)夏季暴雨的另一類天氣系統(tǒng),低壓、低壓槽附近常形成切變線,產(chǎn)生對流云團,青藏高原東部的西南低渦在夏季東移往往沿長江、淮河一線移動,造成江淮一帶的暴雨。如1991年8月唐河暴雨洪水就是由低渦東移影響的。
是唐白河流域6~7月份的主要降水系統(tǒng),當鋒面附近有中小尺度的天氣系統(tǒng)時,常常形成強烈的對流性降水。
一般來講,產(chǎn)生暴雨天氣往往是多種系統(tǒng)的組合,如“75.8”暴雨就是由臺風(熱帶低壓)副熱帶高壓、西風槽共同的影響。
除了充沛的水汽產(chǎn)生降水的天氣系統(tǒng)之外,下墊面地形也對暴雨天氣起著一定的制約作用,當氣團運動中受到地形的影響,產(chǎn)生復合抬升運動時,往往導致強烈的局地暴雨洪水。1991年8月6日唐河洪水就是西南低渦在桐柏山受阻而抬升復合的暴雨。盛夏熱對流面也往往受地形的影響,如白河1986年6月26日暴雨洪水及都市化的傍晚雷雨都是這種類型。
唐白河水系多年平均年降水量為846.4mm,為長江中下游的降水低值區(qū)。南襄盆地在800mm以下,東北部伏牛山可達1000mm以上。
地形的影響,使降水量的地域分布極為不均,唐白河流域的西部和北部為伏牛山區(qū),東鄰桐柏山脈,與淮河流域相望,南鄰隔漢水與荊山相鄰,中部即為南襄盆地,由于四面環(huán)山,來自印度洋孟家拉灣、太平洋的水汽,受邊界上桐柏山、伏牛山和內(nèi)部局部山丘地形的影響,產(chǎn)生抬升作用,利于降水;而在廣闊的平原及河谷地帶,由于受大氣下沉輻射,缺少地形對氣流的抬升作用,則不利于降水。因此,在水汽和地形的綜合影響下,東西部山區(qū)高于中間的盆地,山丘區(qū)降水大于平原區(qū),山脈迎風坡降水量大于背風坡的規(guī)律,其分布特點基本上與地形高低相對應。
由于受大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、地形的綜合影響,在唐白河流域產(chǎn)生了3個暴雨多發(fā)區(qū),形成了唐白河流域的降水分布特點,這3個多發(fā)區(qū)的具體位置是:
桐柏山的抬升復合作用形成的桐柏暴雨多發(fā)區(qū)以桐柏為中心,包括三夾河的上游,泌陽河的上游左岸地區(qū)。6~9月平均總量多數(shù)年份>600mm,中心點為702mm。
伏牛山區(qū)的抬升復合作用形成南召暴雨多發(fā)區(qū),包括南召縣城以東的白河支流地帶,6~9月總雨量多數(shù)年份大于600mm,中心點為650mm。
板橋、華山水庫暴雨多發(fā)區(qū),包括饒良河、泌陽河上游地區(qū),6~9月總量在600mm左右。
季節(jié)的影響,使降水的年內(nèi)分配不均勻,特別是7~8月受熱帶天氣系統(tǒng)影響,唐白河上游伏牛山區(qū)及淮河上游的桐柏山區(qū)常形成暴雨,引起洪澇災害。多年平均最大連續(xù)4個月的降水量為400~700mm,占年降水量的50%~70%。降水集中的程度自南向北遞增,南襄盆地為50%~60%,伏牛山丘區(qū)為60%~70%。
降水的季節(jié)變化較大,夏季 (6~8月)降水量最大,一般為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,為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,為100~200mm,占年降水量的10%~20%。冬季(12~2月)為降水量最小的季節(jié),一般為20~100mm,占年降水量的10%左右。
年內(nèi)各月降水相差懸殊。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現(xiàn)在1月份,一般為5~20mm,占年降水量的1%~3%。最大月降水量與最小月降水量之比為5~30。
唐白河流域降水的年際變化較大,最大年與最小年降水量相差懸殊,根據(jù)已整編的資料統(tǒng)計,各站最大年降水量與最小年降水量的比值大多為2~4;最大與最小年降水量的極差大多為600~1500mm。極差最大的斗垛站,1964年降水量為1950.8mm,1966年降水量為510.8mm,極差達1440.0mm,最大年降水量與最小年降水量的比值3.8;其次是鐘店站,1964年降水量為1729.0mm,1966年降水量為390.9mm,極差達1328.1mm,最大年降水量與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見下表。
唐白河流域主要站年降水量特征值表
從年降水量的變差系數(shù)來看,降水量的年際變化亦較大,Cv值一般為0.20~0.30,并自南向北增加,降水量較大的山丘區(qū)大于降水量較小的平原區(qū)。伏牛山區(qū)Cv值>0.25,南襄盆地平原地區(qū)Cv值<0.25。月、季降水量的年際變化一般大于年降水量的年際變化,如春季降水量的Cv值一般在0.40~0.60。
唐白河流域的降水很不均勻,汛期6~9月雨量占全年降水量的60%左右,其中暴雨比重大,常發(fā)生暴雨洪水災害。如1963年,南陽年降水量達990mm,24h暴雨量155.4mm,3d暴雨量365.9mm。1964年唐白河區(qū)年降水量達1226.9mm,為多年平均值的145%。1965年7月9日,唐河流域普降暴雨,暴雨中心唐河祁儀,24h暴雨達418mm,最大72h雨量570mm。
唐白河流域“75.8”特大暴雨洪水簡析:
1975年8月,三號臺風深入內(nèi)陸在江淮一帶停留數(shù)天,在唐白河流域產(chǎn)生了百年不遇的特大暴雨,這次特大暴雨的特點一是強度大,暴雨中心出現(xiàn)在上游山區(qū);二是暴雨持續(xù)歷時長,面積廣,雨強從東向西遞減;三是在降雨時程分配上先小后大,暴雨最大雨峰在后期;四是主要暴雨位置一直維持在南召、方城、桐柏和泌陽的部分地區(qū),比較穩(wěn)定。泌陽河上游面雨強均>1000mm。楊集站6h雨量320.6mm,3d降雨1048.8mm,8月7日1d降雨796.3mm,為歷史罕見;郭林站總雨量為1517mm;平均徑流系數(shù)0.83,特大暴雨產(chǎn)生特大洪水,口子河站洪峰流量6100m3/s,鴨河口最大入庫流量11700m3/s,唐河站洪峰流量13100m3/s,超保證水位3.56m。社旗站最大漲幅2.08m/h。
“75·8”特大暴雨的形成,是由多方面因素造成的:一是行星尺度的環(huán)流引起的臺風深入內(nèi)陸,移動變慢甚至停滯,強度維持不減甚至一度稍有加強,使得暴雨區(qū)上空受臺風影響時間長,造成長時間的降水;二是各種天氣系統(tǒng)配置造成持續(xù)時間較長的上升運動,源源不斷的水汽供應和位勢不穩(wěn)定的不斷建立;三是在上述天氣系統(tǒng)的背景下,中尺度擾動造成一次次強的對流運動,對流性強降水沿同一路徑移動或向同一方向匯集,造成這一地方的特大暴雨;四是地形對暴雨起著明顯的增強作用,造成這次罕見的特大暴雨。
唐白河水系區(qū)域的降水主要受西太平洋副熱帶高壓、組合型天氣等天氣系統(tǒng)的影響,具有地域分布極為不均勻、年內(nèi)和年際變化大的特性。多年來降水量極值的不斷變化,一方面說明水文測報水平不斷提高,另一方面也說明水文規(guī)律的研究遠未結(jié)束。同時隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,自然災害造成的損失可能會更大,水文部門要加強水文雨量站網(wǎng)建設(shè),應用先進的測報設(shè)備實施更全面地監(jiān)測、預報和防范,為社會經(jīng)濟生活的和諧發(fā)展發(fā)揮更重要的作用。