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闽西水文特性分析

闽西水文特性分析

马小金

(龙岩水文水资源勘测分局,福建  龙岩  364000)

 

摘要:在统计了大量实测资料基础上,从降水、蒸发、径流、泥沙、暴雨洪水、水质等方面论述了该地区的水文特性,分析了各水文要素的变化规律。

关键词:降水,蒸发,径流,泥沙,暴雨洪水,水质,闽西

 

1 区域地理概况

龙岩市位于福建省西部,通称闽西,地处北纬24°23′~26°02′和东经115°51′~117°45′之间,紧靠北回归线,全境东西长约102km,南北宽约183km,全市总面积19050km2,。闽西内辖一区一市五县,东和东南与泉州、漳州接壤,南与广东省梅州毗邻,西和西部与江西省赣州交界,北和东北与三明相邻。

闽西地势东高西低,北高南低。境内武夷山脉南段,玳瑁山、博平岭等山岭沿东北?西南走向,大体呈平行分布,控制全市地势。境内峰岭连绵不断,河谷盆地众多,但以山地、丘陵为主,中、低山面积占全市总面积的78.5%。全市平均海拔652m,最高峰为玳瑁山区的狗子脑主峰,海拔1811m;最低点位于永定县峰市的汀江出境处,海拔69m。

闽西属亚热带海洋季风气候,四季分明,气候温和,年平均气温在18.3~20.3℃。境内溪河繁多,水系发达,河流主要属韩江流域汀江水系和梅河水系,九龙江流域九龙江水系,闽江流域沙溪水系。集水面积达到或超过50km2的溪河有110条,主要河流有汀江干流、濯田河、小澜溪、旧县河、黄潭河、永定河、金丰溪;九龙江北溪干流、雁石溪、万安溪、双洋溪、新桥河、溪南溪;沙溪水系的北团溪、文川溪、姑田溪;梅河水系的中山河等。

汀江在本市出境处河长285km,集水面积9666km2,占全市土地面积的50.7%;九龙江北溪在本市出境处的河长146km,集水面积6811km2,其中境内5771km2,占全市土地面积的30.3%。

2 水文特性

2.1 降水

2.1.1 降水量的地域分布

受地理位置、地形和气候条件的影响,本区内降水分布不均匀,大小相差悬殊。降水变化与地形变化基本相一致,沿玳瑁山、博平岭走向将降水分为东西两区,东区降水沿着九龙江从上游向下游、自西向东逐渐减小;西区降水大体上沿着汀江自上游向下游、自北向南逐渐减少。受武夷山、玳瑁山和博平岭等山脉影响,长汀县北部、武平县东北部、连城及上杭县东北部、新罗区西部和漳平市东南部为降水高值区,多年平均年降水在1900mm以上,其中最大的连城县罗胜雨量站多年平均年降水量为2103.5mm。漳平市北部、永定南部为降水低值区,多年平均年降水量在1600mm以下,其中漳平市溪南雨量站多年平均年降水量为1460.3mm,为闽西最小值。龙岩盆地、汀江中下游多年平均年降水量在1600~1800mm之间。闽西多年平均年降水量等值线见图一。

2.1.2 降水量的年际变化

降水量年际变化大。由本区代表站的降水量分析,最大降水量一般为最小降水量的2.08~2.57倍,年降水变差系数在0.16~0.23之间。闽西主要代表站降水量年际变化情况详见表1

 

 

表1   闽西主要代表站降水量年际变化情况统计表

(单位:mm)

站名

多年平均年降水量

历年最大

历年最小

比值

Cv

降水量

年份

降水量

年份

观音桥

1695.2

2551.6

1975

1088.7

1967

2.34

0.20

杨家坊

1661.9

2547.3

1973

1083.7

1991

2.35

0.19

桃溪

1633.5

2479.2

1975

1048.9

1991

2.36

0.19

上杭

1609.0

2437.3

1959

1047.6

1991

2.32

0.19

永定

1615.3

2648.8

1983

1031.8

2003

2.57

0.22

龙门

1722.2

2576.9

1975

1236.2

1971

2.08

0.16

麦园

1525.5

2373.4

1975

958.5

2003

2.48

0.23

漳平

1489.1

2103.9

1975

990.2

1991

2.12

0.17

 

2.1.3 降水量的年内变化

降水量年内分配不均匀。降水主要集中在汛期,每年3~6月,主要为锋面雨,降水范围广,降水历时长,雨量较集中,3~6月降水量一般占年降水量的52.5%~58.4%,其中5~6月为闽西的主汛期,降水强度为全年最大,二个月的降水量约占年降水量的31.8%~33.2%。7~9月主要为台风雨,降水范围小,强度大,降水量一般可占年降水量的23.1%~30.9%。10月至次年2月,为少雨期,其降水量一般占年降水量的16.6%~19.5%。最小月降水量一般出现在11月或12月,月降水量仅占年降水的2.2%~2.6%。闽西主要代表站多年平均降水量年内分配情况详见表2。

 

表2   闽西主要代表站多年平均降水量年内分配统计表

(单位:mm)

站名

项目

月       份

年降水量

3~6月降水量

7~9月降水量

10~次年2月降水量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

观音桥

降水量

60.7

108.4

195.8

236.0

284.9

273.8

129.9

169.1

92.3

55.4

43.3

45.7

1695.2

990.5

391.3

313.4

占年量(%)

3.6

6.4

11.5

13.9

16.8

16.2

7.7

10.0

5.4

3.3

2.6

2.7

58.4

23.1

18.5

杨家坊

降水量

60.1

108.0

182.8

195.7

288.6

263.1

132.4

186.8

113.2

49.4

41.6

39.9

1661.8

930.2

432.5

299.1

占年量(%)

3.6

6.5

11.0

11.8

17.4

15.8

8.0

11.2

6.8

3.0

2.5

2.4

56.0

26.0

18.0

桃溪

降水量

63.7

108.7

179.7

195.3

268.8

249.3

124.6

171.2

125.9

59.3

43.2

43.9

1633.5

893.1

421.7

318.7

占年量(%)

3.9

6.7

11.0

12.0

16.5

15.3

7.6

10.5

7.7

3.6

2.6

2.7

54.7

25.8

19.5

上杭

降水量

51.2

97.2

164.2

191.6

247.0

266.1

145.6

192.7

133.4

48.7

34.9

36.5

1609.0

868.9

471.7

268.4

占年量(%)

3.2

6.0

10.2

11.9

15.3

16.5

9.0

12.0

8.3

3.0

2.2

2.3

54.0

29.3

16.7

永定

降水量

49.3

99.3

145.5

186.2

247.3

269.7

162.7

204.7

132.5

46.9

36.0

35.2

1615.3

848.7

499.9

266.7

占年量(%)

3.1

6.2

9.0

11.5

15.3

16.7

10.1

12.7

8.2

2.9

2.2

2.2

52.5

30.9

16.6

龙门

降水量

57.2

107.3

177.4

189.4

262.2

290.1

173.3

209.7

123.0

54.2

38.4

39.9

1722.2

919.1

506.1

297.0

占年量(%)

3.3

6.2

10.3

11.0

15.2

16.8

10.1

12.2

7.1

3.1

2.2

2.3

53.4

29.4

17.2

麦园

降水量

52.8

93.2

166.3

176.8

248.3

243.1

125.5

177.1

113.9

57.7

34.7

36.1

1525.5

834.5

416.5

274.5

占年量(%)

3.5

6.1

10.9

11.6

16.3

15.9

8.2

11.6

7.5

3.8

2.3

2.4

54.7

27.3

18.0

漳平

降水量

52.9

95.3

154.7

158.8

246.0

233.1

136.6

170.6

120.8

47.7

35.7

37.0

1489.1

792.5

428.0

268.6

占年量(%)

3.6

6.4

10.4

10.7

16.5

15.7

9.2

11.5

8.1

3.2

2.4

2.5

53.2

28.7

18.1

 

2.2 蒸发

根据实测资料计算,闽西多年平均年水面蒸发量(E601)在897.2~1186.2mm之间,平均值为1006.0mm,区内差别不甚明显。最大的上杭站多年平均年蒸发量为1186.2mm,最小的朋口站多年平均年蒸发量为897.2mm,其比值为1.32。

受气候的月际变化影响,蒸发量的年内变化较大。夏季气温高,蒸发量大;冬季气温低,蒸发量小。最大月蒸发量一般出现在7月或8月,最大月蒸发量占年蒸发量的12.4%~14.7%;最小月蒸发量出现在每年的2月,最小月蒸发量仅占年蒸发量的4.1%~4.9%。

2.3 径流

2.3.1 径流量的地域分布

降水补给径流。闽西水系发达,水量丰富,全区多年平均地表水资源量188.9亿m3,折合径流深991.6mm。由各水文站历年实测资料统计分析,汀江上游观音桥水文站多年平均径流量4.304亿m3,折合径流深1141.6mm;旧县河代表站杨家坊水文站多年平均径流量7.137亿m3,折合径流深963.2mm;汀江控制站上杭水文站多年平均径流量54.62亿m3,折合径流深927.6mm;九龙江雁石溪上游龙门水文站多年平均径流量2.117亿m3,折合径流深1102.6mm;新桥河代表站麦园水文站多年平均径流量5.190亿m3,折合径流深808.4mm;境内九龙江控制站漳平水文站多年平均径流量46.03亿m3,折合径流深931.8mm。径流地域分布类似于降水,自上游向下游逐渐减小。

2.3.2 径流量的年际变化

年径流的年际变化较明显,最大年径流量与最小年径流量之比在2.63~4.38之间。汀江径流变差系数最大的为杨家坊水文站,Cv值为0.35;最小的观音桥站,Cv值为0.31。九龙江径流变差系数最大的为麦园水文站,Cv值为0.33;最小的为龙门水文站,Cv值为0.28。闽西主要河流控制站径流特征值见表3。

 

表3   闽西主要河流控制站径流特征值统计表

(单位:亿m3

站名

多年平均年径流量

历年最大

历年最小

比值

Cv

径流量

年份

径流量

年份

观音桥

4.304

6.844

1973

2.062

1963

3.32

0.31

杨家坊

7.137

13.64

1973

3.111

1963

4.38

0.35

上杭

54.62

77.53

1990

24.91

2004

3.11

0.34

永定

8.259

12.77

1992

3.832

2004

3.33

0.34

龙门

2.117

3.511

1975

1.336

1963

2.63

0.28

麦园

5.190

9.946

1975

2.608

2004

3.81

0.33

漳平

46.03

82.36

1975

22.42

2004

3.67

0.31

 

2.3.3 径流量的年内变化

径流量的年内分配较集中,与降水趋势基本一致。3~9月径流量占年径流量的78.8%~88.0%,多年平均汛期(4~9月)径流量占年径流量的72.5%~77.8%,其中4~6月径流量占年径流量的37.8%~57.6%,7~9月占年径流量的20.2%~34.7%。非汛期10~3月径流量占年径流量的22.1%~27.4%。最大月径流量一般出现在6月,占年径流量的15.9%~23.4%;最小月径流量出现在12月或1月,占年径流量的1.6%~3.1%。闽西主要河流水文站径流量年内分配情况详见表4。

 

表4    闽西主要河流水文站径流量年内分配统计表

(单位:亿m3

河名

站名

集水面积(km2)

项目

月        份

年径流量

3~6月径流量

7~9月径流量

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

汀江

观音桥

377

径流量

0.0879

0.1626

0.4384

0.6556

0.8158

1.008

0.3304

0.3420

0.1976

0.1108

0.0858

0.0695

4.304

2.918

0.8700

占年(%)

2.0

3.8

10.2

15.2

19.0

23.4

7.7

7.9

4.6

2.6

2.0

1.6

67.8

20.2

旧县河

杨家坊

741

径流量

0.2212

0.2998

0.6209

0.8136

1.435

1.349

0.5710

0.6423

0.4853

0.2855

0.2141

0.1998

7.137

4.218

1.699

占年(%)

3.1

4.3

8.7

11.4

20.1

18.9

8.0

9.0

6.7

4.0

3.0

2.8

59.1

23.7

汀江

上杭

5888

径流量

1.874

2.507

5.012

7.280

8.099

8.669

4.649

6.910

4.040

2.295

1.683

1.604

54.62

29.06

15.60

占年(%)

3.4

4.6

9.2

13.3

14.8

15.9

8.5

12.7

7.4

4.2

3.1

2.9

53.2

28.6

永定河

永定

836

径流量

0.2560

0.3221

0.5203

0.9663

0.9333

1.2306

0.8424

1.2801

0.7433

0.4212

0.4873

0.2560

8.259

3.650

2.866

占年(%)

3.1

3.9

6.3

11.7

11.3

14.9

10.2

15.5

9.0

5.1

5.9

3.1

44.1

34.7

雁石溪

龙门

192

径流量

0.0657

0.0863

0.1695

0.2104

0.2972

0.3989

0.2214

0.2464

0.1779

0.1053

0.0741

0.0641

2.117

1.076

0.6457

占年(%)

3.1

4.2

8.0

9.9

14.0

18.8

10.5

11.6

8.4

5.0

3.5

3.0

50.8

30.5

新桥河

麦园

642

径流量

0.1594

0.2092

0.4266

0.5743

0.8602

1.022

0.4860

0.5110

0.3682

0.2529

0.1696

0.1509

5.190

2.883

1.365

占年(%)

3.1

3.9

8.2

11.1

16.6

19.7

9.4

9.8

7.1

4.9

3.3

2.9

55.5

26.3

九龙江

漳平

4940

径流量

1.322

1.825

3.568

4.919

7.229

9.136

4.636

4.806

3.700

2.128

1.482

1.283

46.03

24.85

13.14

占年(%)

2.9

4.0

7.8

10.7

15.7

19.8

10.1

10.4

8.0

4.6

3.2

2.8

54.0

28.5

 

2.4 泥沙

闽西植被较好,河流含沙量小,枯水期河水清辙。汀江上杭水文站多年平均含沙量为0.214kg/m3;九龙江漳平水文站多年平均含沙量为0.186kg/m3

观音桥水文站多年平均输沙量为8.24万t,输沙模数为219t/km2;上杭水文站多年平均输沙量为125万t,输沙模数为212t/km2;永定水文站多年平均输沙量为19.1万t,输沙模数为228t/km2;漳平水文站多年平均输沙量为91.8万t,输沙模数为186t/km2

输沙量年际变化大。观音桥水文站最大年输沙量出现在1975年为21.5万t,最小输沙量出现在2004年为1.44万t,相差14.93倍;上杭水文站最大年输沙量出现在1973年为367万t,最小输沙量出现在2004年为7.210万t,相差50.90倍;永定水文站最大年输沙量出现在1996年为100万t,最小输沙量出现在2004年为0.652万t,相差153.4倍;漳平水文站最大年输沙量出现在1992年为203万t,最小输沙量出现在2004年为4.22万t,相差48.10倍。变差系数大,除与当年水流挟沙能力有关外,还受人类活动、水工程等的影响。

输沙量的年内分配主要集中在4~6月,占年输沙量的60.1%~81.5%。最大输沙量出现在6月,占年输沙量的27.3%~38.2%。

2.5 暴雨洪水

2.5.1 暴雨

闽西暴雨受季节和地形的影响较明显。4~6月常由太平洋暖湿气流与北方南下冷空气交绥形成时长、量大、范围广的锋面雨,其24小时最大暴雨量可达200~300mm,1964年6月的一次暴雨,连城县罗胜雨量站出现了一天雨量491mm,三天1104mm,七天1336mm。7~9月多为台风雨,台风携带大量水汽,易发生雨强大,雨势猛的暴雨,但台风雨历时短、范围小,24小时暴雨可达200~400mm,“1996?8?8”洪水,长汀观音桥站24小时最大暴雨高达375.5mm。7~9月除台风雨外,还会出现因局部强对流天气而造成的局地暴雨。

2.5.2 洪水

闽西洪水由暴雨造成,洪水变化过程与暴雨基本一致。每年4~9月为洪水期,年最大洪水出现在5月、6月的机率最高,其次为3月、4月、7月、8月,个别年份出现在9月、10月。据历年实测最大洪水资料统计,洪水主要由锋面雨形成,其特点是峰高、量大、历时短。上杭水文站历年最大洪水出现在5~6月的次数占总次数的75.9%,其中6月出现的次数占42.6%,前三大洪水均出现在该月,7~9月仅占11.1%;漳平水文站最大洪水出现在5~6月的次数占总次数的52.8%,其中6月出现的次数占33.9%,7~9月占34.0%,其中8月出现的次数占18.8%,前三大洪水有二次出现在6月,一次出现在8月。

闽西境内,汀江和九龙江同时发生大洪水的情况时有发生,如1842年8月13日、1905年6月19日、1973年6月1日的大洪水同时出现。

2.6 水质

据近年水质监测表明,汀江水质较好,大部份河段水质符合Ⅱ、Ⅲ类水。九龙江支流双洋河、溪南河、万安溪、新桥河等水质良好;干流水质较差,据2004年水质监测表明,符合Ⅱ、Ⅲ类标准的河长60.7km,占评价河长的27.7%,污染河长158.5km,占72.3%,总体水质同2003年比有所下降,特别是小溪、基太、漳平芦芝断面水质污染加重,主要污染物为氨氮、亚硝酸盐氮、五日生化需氧量、高猛酸盐指数、总磷等。

3 结语

近年来,闽西发展快,人类活动、城市化发展、已建在建大中小型水利工程等会对水文特性产生较大的影响,深入分析本区水文要素的变化规律,对防汛减灾、合理利用水资源有重要意义。