唐白河水系降水特性分析

□康大寧 □孫 霞 □盧明三 □李 璐 □孫國(guó)苗（河南省南陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局）

一、概況

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(yáng)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?yàn)猷?，東鄰?fù)┌厣矫}，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(shì)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(yán)陵河、西趙河、潦河、潘河、趙河、泌陽(yáng)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(fù)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(jì)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(zhǎng)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(zāi)害。

二、水汽來(lái)源及主要降水天氣系統(tǒng)

唐白河水系位于亞熱帶和北溫帶過渡區(qū)的季風(fēng)氣候區(qū)內(nèi)，降水主要是借助于夏季東南季風(fēng)，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(gè)或幾個(gè)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：

（一）臺(tái)風(fēng)

臺(tái)風(fēng)是一個(gè)熱帶天氣系統(tǒng)，臺(tái)風(fēng)是熱帶洋面上的強(qiáng)氣旋性渦旋，本身帶有充沛的水汽和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，具有巨大的不穩(wěn)定能量，并伴有狂風(fēng)和暴雨，強(qiáng)臺(tái)風(fēng)盛夏登陸后，往往在臺(tái)風(fēng)區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的暴雨天氣系統(tǒng)，具有極大的破壞作用。其特點(diǎn)是范圍較小，歷時(shí)較短，強(qiáng)度很大。唐白河流域1975年8月的大洪水就是3號(hào)臺(tái)風(fēng)登陸引起的，臺(tái)風(fēng)雖然在唐白河流域發(fā)生的幾率不高，但造成的災(zāi)害往往較大。

（二）西太平洋副熱帶高壓

是影響唐白河水系夏季氣候的重要天氣系統(tǒng)，它的活動(dòng)、停止、加強(qiáng)與西伸、北進(jìn)、減弱與東移南退均將對(duì)該區(qū)域的天氣帶來(lái)重要的影響，當(dāng)副高與西南低渦或西北氣流作用，常形成強(qiáng)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(yùn)動(dòng)有關(guān)。

（三）低渦、低壓、低壓槽

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(duì)流云團(tuán)，青藏高原東部的西南低渦在夏季東移往往沿長(zhǎng)江、淮河一線移動(dòng)，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。

（四）梅雨鋒

是唐白河流域6～7月份的主要降水系統(tǒng)，當(dāng)鋒面附近有中小尺度的天氣系統(tǒng)時(shí)，常常形成強(qiáng)烈的對(duì)流性降水。

（五）組合型天氣

一般來(lái)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(tái)風(fēng)（熱帶低壓）副熱帶高壓、西風(fēng)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(duì)暴雨天氣起著一定的制約作用，當(dāng)氣團(tuán)運(yùn)動(dòng)中受到地形的影響，產(chǎn)生復(fù)合抬升運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往導(dǎo)致強(qiáng)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(fù)合的暴雨。盛夏熱對(duì)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。

三、年降水量的地區(qū)分布

唐白河水系多年平均年降水量為846.4mm，為長(zhǎng)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(dá)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?fù)┌厣矫}，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(lái)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(duì)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(fēng)坡降水量大于背風(fēng)坡的規(guī)律,其分布特點(diǎn)基本上與地形高低相對(duì)應(yīng)。

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(gè)暴雨多發(fā)區(qū)，形成了唐白河流域的降水分布特點(diǎn)，這3個(gè)多發(fā)區(qū)的具體位置是：

桐柏山的抬升復(fù)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(yáng)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(diǎn)為702mm。

伏牛山區(qū)的抬升復(fù)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(diǎn)為650mm。

板橋、華山水庫(kù)暴雨多發(fā)區(qū)，包括饒良河、泌陽(yáng)河上游地區(qū)，6～9月總量在600mm左右。

四、降水量的年內(nèi)分配

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(zāi)害。多年平均最大連續(xù)4個(gè)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。

五、降水量的年際變化

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(jì)，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(dá)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(dá)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(lái)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。

六、唐白河流域暴雨洪水簡(jiǎn)析

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(zāi)害。如1963年，南陽(yáng)年降水量達(dá)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(dá)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(dá)418mm，最大72h雨量570mm。

唐白河流域“75.8”特大暴雨洪水簡(jiǎn)析：

1975年8月，三號(hào)臺(tái)風(fēng)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(diǎn)一是強(qiáng)度大，暴雨中心出現(xiàn)在上游山區(qū)；二是暴雨持續(xù)歷時(shí)長(zhǎng)，面積廣，雨強(qiáng)從東向西遞減；三是在降雨時(shí)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(yáng)的部分地區(qū)，比較穩(wěn)定。泌陽(yáng)河上游面雨強(qiáng)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(kù)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(tái)風(fēng)深入內(nèi)陸，移動(dòng)變慢甚至停滯，強(qiáng)度維持不減甚至一度稍有加強(qiáng)，使得暴雨區(qū)上空受臺(tái)風(fēng)影響時(shí)間長(zhǎng)，造成長(zhǎng)時(shí)間的降水；二是各種天氣系統(tǒng)配置造成持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的上升運(yùn)動(dòng)，源源不斷的水汽供應(yīng)和位勢(shì)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(dòng)造成一次次強(qiáng)的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，對(duì)流性強(qiáng)降水沿同一路徑移動(dòng)或向同一方向匯集，造成這一地方的特大暴雨；四是地形對(duì)暴雨起著明顯的增強(qiáng)作用，造成這次罕見的特大暴雨。

七、結(jié)語(yǔ)

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(lái)降水量極值的不斷變化，一方面說明水文測(cè)報(bào)水平不斷提高，另一方面也說明水文規(guī)律的研究遠(yuǎn)未結(jié)束。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，自然災(zāi)害造成的損失可能會(huì)更大，水文部門要加強(qiáng)水文雨量站網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)報(bào)設(shè)備實(shí)施更全面地監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和防范，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的和諧發(fā)展發(fā)揮更重要的作用。