馬秀梅+雷生國
摘要 本文分析了2004—2014年海東市短時強降水、暴雨的時空分布特征對互助縣南門峽水庫流量及現(xiàn)時水位的影響,提高對海東市汛期水庫安全運行的短時強降水、大到暴雨過程預報服務能力,為海東市水庫安全渡汛和搶險工作提供科學依據(jù)。
關(guān)鍵詞 短時強降水;暴雨;時間分布;空間分布;水庫流量;現(xiàn)時水位;2004—2014年;夏季
中圖分類號 P468.0+2.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)02-0196-01
1 南門峽水庫基本情況
南門峽水庫位于海東市互助縣南門峽鎮(zhèn)安定村,總庫容1 840 m3,設(shè)計洪水標準(重現(xiàn)期)50年,校核洪水標準(重現(xiàn)期)1 000年。南門峽水文站1959年7月建站,多年平均流量5.534 m3/s,實測最大流量67.2 m3/s。南門峽年平均降水量613.6 mm,集中在5—9月,約占全年降水量的81%,南門峽上游卻藏灘氣象站實測最大風速18 m/s,即8級大風。
2 海東市夏季降水(6—9月)分布特征
2.1 短時強降水
2.1.1 空間分布。2004—2014年汛期(5—9月)海東市短時強降水156站次,呈南北多、中間少的分布規(guī)律,短時強降水(≥8 mm/h)以南部化隆縣最多,達36次;北部互助縣次之,為31次。短時強暴雨(≥16 mm/h)互助縣、化隆縣最多,共7次;其次為循化縣,達5次。
2.1.2 時間分布。青海東部短時強降水呈雙峰型逐年增多趨勢(圖1),平均每年增多5.4站次。從2005年開始逐年增多,2007年為33次,達次峰值;2014年強降水頻率減少。短時強暴雨平均每年增多0.5站次,與短時強降水變化一致。短時強降水從5月逐月增加,集中在7—8月,占總次數(shù)的73%,以8月最多,占44%,9月減少。0:00—24:00均有出現(xiàn),但分布不均,有明顯雙峰雙谷結(jié)構(gòu),主高峰在16:00—24:00,主低谷在9:00—15:00。16:00—24:00午后對流活動發(fā)展最旺盛,說明短時強降水多由強對流引發(fā)。
2.2 暴雨
2.2.1 空間分布。2005—2014年6—9月期間,海東市暴雨(≥50 mm)空間分布呈南北兩頭多、中間少分布,互助縣最多,達12次;其次是化隆縣,共10次?;ブh處于祁連山區(qū)背風坡,化隆縣處于青沙山背風坡,受迎風坡上升氣流翻山在背風形成地形槽影響,因而降水比海東市其他地區(qū)多,降水強度大。
2.2.2 時間分布。青海東部短時強降水趨于逐年增多(圖2)。2008年9次,達主峰值;2010年最少,僅1次。暴雨從6月逐月增加,7—8月次數(shù)顯著增多,其中8月最多,占總次數(shù)的44.23%;7月次之,占34.62%;9月減少。
3 降水量對南門峽水庫入庫流量及現(xiàn)時水位的影響
3.1 降水量與入庫流量關(guān)系
3.1.1 6月降水量。分析2009—2014年6月南門峽入庫流量與降水量關(guān)系得出,當降水量為10 mm左右時,入庫流量 <0.2 m3/s;當出現(xiàn)20~30 mm降水時,入庫流量≤0.7 m3/s;當出現(xiàn)>40 mm暴雨時,水庫流量急增,水庫流量>1.5 m3/s。
3.1.2 7—8月降水量。分析2009—2014年7—8月南門峽入庫流量與降水量關(guān)系得出,當降水量<10 mm時,入庫流量≤0.5 m3/s;當出現(xiàn)10~30 mm降水時,入庫流量≤1 m3/s;當出現(xiàn)>40 mm暴雨時,水庫流量急增,入庫流量>1.4 m3/s,說明入庫流量變化與降水量級成正比,降水量級越大,入庫流量增大。
3.1.3 9月降水量。分析2009—2014年6—9月南門峽水庫流量與降水量關(guān)系可以看出,當降水量<10 mm時,入庫流量≤0.5 m3/s;當降水量在10~20 mm時,入庫流量≤1 m3/s;當出現(xiàn)>30 mm降水時,入庫流量逐漸增大,在1~2 m3/s之間;到出現(xiàn)降水量>40 mm暴雨和大暴雨時,入庫流量陡增;降水量>50 mm時,入庫流量接近3 m3/s。
3.1.4 累計降水與水庫入庫流量關(guān)系。分析2009—2014年9月南門峽累計降水量與水庫流量關(guān)系可以看出,當降水量 <40 mm時,入庫流量≤1 m3/s;當出現(xiàn)40~50 mm降水時,入流量為1~2 m3/s;出現(xiàn)>50 mm暴雨和大暴雨時,入庫流量陡增,入庫流量接近3 m3/s。
3.2 降水量與水庫現(xiàn)時水位的關(guān)系
系統(tǒng)分析降水量與水庫現(xiàn)時水位關(guān)系可知,6—9月暴雨過后水庫水位逐漸上升,并持續(xù)數(shù)日保持較高水位。小雨量級(0~9.9 mm)時,水位緩慢上升,對水庫安全基本無影響;當中雨量級(10.0~24.9 mm)時,水位逐漸上升,升幅明顯增大;達大雨量級(25.0~49.9 mm)時,水位明顯上升,尤其連續(xù)出現(xiàn)大雨量級時保持較高水位,威脅水庫安全。
4 結(jié)論
(1)入庫流量變化與降水量級成正比,入庫流量隨降水量級增大呈逐漸增長趨勢,尤其降水量>40 mm時,水庫水位趨勢線明顯陡升,及時掌握降水實況量級和預報量級對水庫安全度汛意義重大[1-2]。
(2)小雨量級降雨,對水庫安全基本無影響;中雨量級時,水庫水位上升幅度明顯增大;連續(xù)出現(xiàn)大雨量級時,水庫保持較高水位,威脅水庫安全;說明降水量與水庫現(xiàn)時水位成正比。
(3)除降水強度和量級與水庫周圍地形等,還存在其他影響水庫水位及入庫流量的因素[3-4]。
5 參考文獻
[1] 姚學祥,徐晶.2003年淮河流域大水期間體積降水量的研究[J].氣象學報,2004,62(6):803-813.
[2] 李樹平,張懷生.水庫洪水預報誤差分析[J].東北水利水電,2006,24(5):42-43.
[3] 徐聰.短時強降水的多尺度分析及臨近預預警[J].自然科學:全文版,2016(1):26.
[4] 王小玲.阻塞形勢下中國夏季持續(xù)強降水的診斷分析研究[D].北京:中國科學院大學,2016.endprint