福州地区水文特性分析.pdf

2 0 0 4年第 3 期 福州地 区水文特性分析 ( 福 州水文水 资源勘测分局 ，福建 福州 3 5 0 0 0 1 ) 摘要 ：该文详细分析 了福州地区水 文特性 ， 包括降水 、径流 、潮汐、洪水、蒸发及 泥沙， 为 区 域水 资源 的可持续 开发、利用以及防汛减灾工作提供参考。 关键 词 ：降水 ；径流 ；潮 汐；洪水 ；蒸发 ；泥沙 ；福 州 中图分类号 ： P 3 4 4 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2 3 0 1 1 ( 2 0 0 4 ) 0 3 0 0 0 9 0 3 1 区域概况 福 州 位 于 福 建 省 的 东 部、 闽 江 中 下 游， 总 面 积 1 2 1 8 4 k m7 属典型河 口盆地地貌。盆地四周群 山环抱，海拔 多在 6 o 0 ml O 0 0 m之间，地势西高东低，呈层状下降走势。 全区地貌类 型多样，以山地、丘 陵为主，占全 区总 面积的 7 2 7 。福州地 区年平均气温 1 9 1 2 0 1 ，年平均降水 量在 1 2 0 0 m m-1 7 0 0 m m之间，并明显地呈现沿海少于内陆、 平原少于 山区的态势。 主要河流有 ：闽江干流 ( 福 州段) 、梅溪、大樟溪、鳌 江、龙江等，河流主要特征见表 1 。其 中梅溪、大樟溪为 闽 江支流 。鳌江、龙江为独立入海河流。 2降水 区域 内降水主要有两种类型。一是锋面雨，即每年 4月 6月，亚热带海洋性季风带来的暖湿气流 与北方南侵的冷 气流在 闽江 流域 上空 交绥，所 形成的历时长、范 围广的降水 ； 二是台风雨，夏秋季节的 台风 登陆后，逐渐 减弱成 热带 低气 压，并在局部形成强降水 。 2 1降水 量 的地域 分 布 受地 理位 置、地 形 和气候 条件的影 响， 区域 内的降水 分 布很不均 匀，主要表 现为 降水 量沿海 少于 内陆、平 原少 于 山 区。内陆 山区多年 平均年 降水 量 在 1 6 0 0 mm2 0 0 0 mm 之 间。 由于 山脉对水 汽的阻 挡和抬 升 作用。大 樟溪 的 中游、溪源 溪 的上游 、鳌江 的上游 等形 成小 范 围的降水高 值 区，年 降水量 在 1 8 0 0 mm 以上 ；沿海 的平潭、 收 稿 日期 ：2 0 0 40 51 3 长乐一带为降水低值区，年降水量 不到 1 4 0 0 m m，其 中长乐 市梅花站多年平均年降水量仅 1 2 0 0 mm，为全区最小值。 2 2降水 量 的年际 变化 福州地区降水量的年际变化 比较 明显( 见表 2 ) ，主要 原因有 ：( 1 )影响我国气侯的西太平洋副热带高压强度和影 响范围年际存在较大的差异性，造成福州地 区 4月 6月锋 面雨年际变化 比较明显。( 2 )受大气环流的影响，有些年份 台风活动频繁，有些年份则影响较弱。同时台风雨雨 区大小 不定，雨量在面上分布相差悬殊 ，具有明显的局部性。这些 因素都造成台风雨的年际变化比较大。 2 3降水 量年 内分 配 福州地区降水量年 内分配极不均匀，全年降水集 中在 4 月9 月。占全年的 7 0 -8 0 。其 中4月6 月主要为锋面 雨，雨量大，雨期长，范围广，占全年降水量的 4 0 -4 5 ， 表 1 福州主要河流特征 注 ：闽江 干流 ( 福 州段 ) 指 自水 口坝 下 到 闽江 口这 一段 的闽江 干流 。 表 2 福州地区代表站降水量年际变化统计 9 维普资讯 2 0 0 4 年第 3期 表 3 福州地区主要控制站径流年内分配 单位 ：亿 m 是一年当中全区降水资源 的主体；7月 9月受 台风影 响， 沿海、内陆地 区出现不同程度的降水，总体而言，偏 内陆地 区降水量 比沿海地 区大 一些，约 占全年 降水 的 3 5 。最小 月降水量一般出现在 1 1 月或 1 2月，其月降水量约占年降水 量的 2 3 。 3 径流 福州位于闽江中下游，河川 1 径流补给主要分为两部分 ： 一 是降水补给；二是客水补给，主要为闽江上游来水，多年 平均年来水量约为 5 2 0 1 亿 m 3 。 3 1径 流 的年 际 变化 福州地 区降水量年际变化较为明显，降水补给所产生的 河川径流年际分布特性基本与降水的趋势相一致。根据区域 内 3个主要控制站实测资料统计分析 ：竹岐站最大年径流量 ( 包括上游 客水 ，下 同)为 8 5 7 8亿 m ，最小 为 2 6 8 1亿 m ，年变 差系数 C v为 0 2 4 ；永泰站最大年径流量为 6 2 7 6 亿 m ，最小为 2 0 1 5亿 m ，年变差系数 C v 为 0 2 5 ；闽清 站最大年径流量为 1 2 9 7亿 m ，最小为 4 5 7 9亿 m ，年变 差系数 C v为 0 2 4 。 3 2径流 量 的年 内分配 福州地 区多年 平 均径 流量 约 1 0 1 1亿 m ( 不包 括 客 水 ) ，水资源年内分配不均，主要集中在汛期的 4月9月。 各主要控制站点径流年内分配略有不同，基本上与该站点所 在地的降水特性相一致。如表 3 所示，竹岐站径流量 以闽江 上游客水为主，集中在闽江降水较为集中的 4月7月，约 占全年径 流量 的 6 0 ；永泰、闽清站径流量 受锋 面雨与台 风雨的双重影响，集中在 4月9月，分别占全年径流量的 7 8 9 、 7 4 4 。 4 洪 潮特 性 4 1 潮 汐特 性 福州有 6个 县 市 ( 福 州市 区、长 乐、福清、连 江、罗 源 、平潭)处于外海潮汐影响的范围。该 潮型为强潮陆相正 规半 日潮，一天有两个潮期，1 2 h 2 5 rai n为一周期 ，正 常月 1 0 最高潮位出现在农历初三和十八前后，正常年最高潮位在农 历八、九月。但夏秋季节 的风暴潮易引起增水，最大增幅可 达 1 5 m1 9 m。长乐市梅花潮位站实测的最高潮位为 1 9 9 6 年 7 月 3 1日4 8 3 m ( 黄零，下同) 。 由于引潮力沿河 口向河道递减，潮位 明显呈现沿程递 减 的趋势。近年来，闽江干流过度开采沙石，大大超过闽江的 输沙能力，造成河床下切严重。枯水季节，潮汐影响可深入 河 口，正常潮区界 由原先的闽侯侯官 向上游延伸到现在的竹 岐。特别是近年来，闽江干流最大控制站一竹岐水文站 ( 距 河口约 7 2 k in ) ，枯季每 日水位过程 日 益呈现 出两高两低 的潮 水站特性。 受闽江口地形地貌影响，当潮波进入河 口，一方面 由于 河床断面收缩，沿程水位变浅，潮波能量集 中，潮差增大 ； 另一方面潮波因受摩阻和径 流顶托 作用，潮波 能量逐渐损 耗，潮差减小。这两种效应的相对关系决定了潮差和高低潮 间隙的沿程变化。 根据 实 测长 系 列 资 料 统 计 分 析 ，闽 江 口最 大 潮差 6 9 5 m，平均潮差 4 3 7 m；白岩潭以下潮差主要受闽江 口外 海天文潮潮波系统的影响，最大 潮差通常 出现 在 8月 1 0 月，潮差 自闽江 口外向闽江上游沿程逐渐减少 ；白岩潭 以上 至潮区界河段枯水期以潮流作用为主，洪水期主要受径流量 的影响。 闽江感潮河段涨落潮历时不相等，一般情况下涨潮历时 短，落潮 历 时 长，每 日高( 低 ) 潮 时 比 前 一 天 约 推 迟 4 8 m i n 。潮波沿河道逆 流而上时，随着水深逐渐变浅，传播 速度减慢 ；同时又受河床摩阻影响，使潮波逐渐变形，前波 增大，后波平缓 ，造成涨潮时比落潮时短，愈上游涨潮时愈 短，落潮时愈长。见表 4 。 4 2洪水 特性 闽江干流洪水主要 由暴雨形成。暴雨的强度、时程变化、 降水范围等诸多因素影响着闽江干流洪水的量级。据有关资 料统计，当闽江上游暴雨历时 5 d -6 d ，3 万 k m 2 4 万 k m 面 维普资讯 2 0 0 4年第 3期 表 4 福州地区主要潮位站潮汐特性统计 积上雨 量超过 2 0 0 mm，极 易造 成 闽江 干流 的灾害性 洪水。 例如 “ 9 8 6 ”洪水 ，闽江流域连续 降雨 历时 1 7 d ，雨 区主要 集中在建溪 、富屯溪流域，面雨量约为 4 4 0 m m，暴雨过程 降雨总量近 2 0 0亿 m 3 ，降雨 量超过 2 0 0 m m 的雨 区面积达 3 5 7 3 0 k m 。 同时。闽江流域有独特的产汇流特性 。上游 的三大支流 ( 建溪、富屯溪 、沙溪)呈扇形 分布 ，洪水存在一定的同步 性。洪水遭遇组合势必会形成更大量级 的洪水。 “ 9 8 6 ”特 大洪水主要由建溪与富屯溪的洪水洪峰在南平遭遇叠加，闽 江干流控制站一竹 岐水文站洪峰流量 3 3 8 0 0 m s ，为近百年 一 遇的大洪水。 4 3洪 潮组 合 福州市 区位于闽江感潮段，每 日各有两个高 、低潮，时 间间隔约 6 h 。正常情况下，高、低潮潮差在 2 m3 m之间， 若遇到台风等恶劣天气引起 的风暴潮，最大潮差可达 4 m 5 m。同一量级的洪水分别遭遇高 、低潮时所引起的洪峰差 值非常大 。 例如 “ 9 8 6 ”洪水，天然洪水经水 口水库调度后， “ 削 平”洪峰，坦 化洪水过程，竹岐水 文站流量 在 3 2 0 0 0 r r l s 以上的历时近 1 2 h 。高潮遭遇洪 峰，对洪 峰的顶托，引起潮 区界洪水位的进一步抬升。以解放大桥 ( 下 )站为例，闽江 干流出现 2 0 0 0 0 r r l s 的洪峰流量，遭 遇梅花 2 O m ( 黄零， 下同)高潮位时，解放大桥 ( 下)站洪峰水位为 4 1 2 m；遭 遇梅 花 4 O m 高 潮位 时，解 放 大 桥 ( 下 )站 洪 峰水 位 为 5 7 3 m两者相差 1 6 1 m。 5 蒸发 福州地 区水面蒸发观测始于 1 9 6 5年，主要采用 E 6 0 1 蒸 发 皿。多 年 平 均 水 面 蒸 发 量 9 6 7 2 m m，最 大 年 蒸 发 量 1 0 9 7 8 m m( 1 9 7 9 年) ，最小年蒸发量 8 2 1 3 m m( 1 9 9 2年) 。水 面蒸发的年内分配随各月的气温、湿度、风速而变化，一般 年最小蒸发量出现在 2 月，最大蒸发量出现在 7 月。见表 5 。 6泥沙 福州地区植被覆盖较好 ，河流含沙量小 。竹岐站多年平 均含沙量 0 1 2 2 k g m ，多年平均年输沙量 6 5 8万 t ，输沙模 数为 1 2 1 t k m ；永泰站多年平均含沙量 0 1 6 1 k g m 3 ，多年 平均年输沙量 6 1 9万 t ，输沙模数为 1 5 4 t k m 。河流输沙量 的年内分配基本 上与 降雨 、径流特性 相一致 ：枯季河水 清 澈。河流含沙量小 ；洪水期由于暴雨冲刷带来大量泥沙，河 流含沙 量大 幅 增大。4月 9月 输沙 量 占全年 的 9 0 9 5 。其中 6月最大，输沙量 约占全 年的 3 0 4 0 ；1 1 月或 1 2月河 流 含沙 量最 小，输沙量 约 占全年 的 0 1 0 4 。 7 结语 水文是研究江河湖库水体的成因、性质和运动变化规律 的科学。是水资源开发利用管理与保护、防治水害以及工程 建设规划、设计、施工 、管理、调度的依据 。本文通过对福 州地区各代表站点降水、径流、洪潮等水文资料 的收集、整 理和分析，把握区域水文特性 ，为实现 区域水资源的可持续 开发 、利用以及防汛减灾工作提供参考。 参考文献 1 黄 祥 嫒 上 海 地 区 水文 特 征 J 水 文，1 9 8 7 ， ( 6 ) 2 陈吉余，等 我国河 口基本水文特征分析 J 水 文 ，1 9 8 7 ，( 3 ) 作者简介：戴志忠( 1 9 6 7 一) ，男，福建 莆田人，福州水 文水资源勘测分局局长，从事水文水资源勘测工作。 术 尔 乔世 乖 尔 尔 筇 尔 亦 保护湿地 意义重 大 湿地具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和 维护生物多样性等重要生态功能，健康的湿地生态系统是国 家生态安全体系的重要组成部分和经济社会可持续发展的重 要基础。2