洞庭湖區(qū)降雨特性分析

黎 瑋

（華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院 鄭州市 450046）

1 概 述

洞庭湖位于湖南省北部、長(zhǎng)江荊江河段南岸，為我國(guó)第二大淡水湖。進(jìn)入洞庭湖的主要水系有湘水、資水、沅水、澧水四大水系和長(zhǎng)江松滋口、太平口、藕池口、調(diào)弦口四口，還有汩羅江、新墻河等支流入?yún)R，經(jīng)洞庭湖調(diào)蓄后，于城陵磯又匯入長(zhǎng)江。洞庭湖的地勢(shì)，西高東低，被分成東洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖（由目平湖、七里湖組成），自西向東形成一個(gè)傾斜的水面。

進(jìn)入洞庭湖的徑流主要來(lái)自四水、四口和區(qū)間，四水、四口徑流有湘潭、新江口等水文站控制，區(qū)間集雨面積約5.0 萬(wàn)km2，大多無(wú)水文站控制。洞庭湖區(qū)的降雨特性對(duì)洞庭湖的水資源利用、排澇工程布置、規(guī)模及運(yùn)行方案確定都會(huì)產(chǎn)生重大影響。分析研究洞庭湖區(qū)降雨特性對(duì)于編制其排澇、水資源利用等規(guī)劃具有十分重要的意義。

四水和四口水文控制站以下范圍內(nèi)的氣象站主要有長(zhǎng)沙、益陽(yáng)、常德、岳陽(yáng)等14 個(gè)，本文以上述14個(gè)站的降雨量資料為分析研究的基礎(chǔ)。

2 年降雨量

根據(jù)長(zhǎng)沙等14 個(gè)氣象站1981～2012年降雨量資料統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。

從統(tǒng)計(jì)資料可以看出，洞庭湖區(qū)多年平均降雨量為1 363.6 mm,最大的站為益陽(yáng)站，多年平均降雨量1 507.8 mm，最小的站為南縣站，多年平均降雨量為1 254.4 mm。單站年最大降雨量為2 239.0 mm，為益陽(yáng)站，出現(xiàn)于2002年，其他各單站年最大降雨量大多出現(xiàn)在2002年，共10 站，另外出現(xiàn)于1998年的有3站、出現(xiàn)于1999年的1 站。單站年最小降雨量為690.3 mm，為沅江站，出現(xiàn)于2011年，其他各單站年最小降雨量也大多出現(xiàn)在2011年，共13 站，僅澧縣站年最小降雨量出現(xiàn)于1985年。

在各月降雨量中，最大的月份為6月份，為201.0 mm，占全年降雨量的14.7%，3～7月各月降雨量均在100 mm 以上，總降雨量為832.5 mm，占年降雨量的61.1%；汛期4～9月總降雨量為902.1 mm，占年降雨量的66.2%，其中主汛期7～9月多年平均降雨量為354.0 mm，占年降雨量的30.0%。

從各站年降雨量分布上看，南縣、安鄉(xiāng)、澧縣、臨澧、華容5 站的年降雨量小于1 300 mm，特別是南縣僅1 254.4 mm, 為洞庭湖區(qū)年降雨量最低的區(qū)域；常德、沅江、岳陽(yáng)3 站年降雨量在（1300～1400）mm 之間；汨羅、湘陰、長(zhǎng)沙、寧鄉(xiāng)、漢壽5 站年降雨量在1 400 mm 以上，為洞庭湖區(qū)年降雨量的高值區(qū)，其中益陽(yáng)站年降雨量在1500mm 以上。從區(qū)域分布上看，東、南洞庭湖年降雨量大于西、北洞庭湖，環(huán)洞庭湖區(qū)年降雨量大于純湖區(qū)，四口河系地區(qū)為年降雨量最小的區(qū)域。

表1 洞庭湖區(qū)主要?dú)庀笳驹戮涤炅拷y(tǒng)計(jì)表

3 時(shí)段降雨量

目前洞庭湖區(qū)排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為： 農(nóng)村采用10年一遇3日暴雨3日排干至作物的耐淹水深，城市采用20年一遇至30年一遇24 小時(shí)暴雨24 小時(shí)排干，排湖采用10年一遇15日暴雨排至排澇控制水位。為與排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相一致，對(duì)洞庭湖區(qū)各時(shí)段降雨量特性進(jìn)行分析。

最大1日降雨量均值為87.8 mm，最大的為華容站，為258.9 mm，出現(xiàn)于1996年，最小的為長(zhǎng)沙站，為34.5 mm，出現(xiàn)于2007年；最大3日降雨量均值為125.9 mm，最大的為岳陽(yáng)站，為331.0 mm，出現(xiàn)于2002年，最小的為長(zhǎng)沙站，為61.8 mm，出現(xiàn)于2003年；最大7日降雨量均值為162.5 mm，最大的為岳陽(yáng)站，為407.2 mm，出現(xiàn)于2002年，最小的為長(zhǎng)沙站，為76.2 mm，出現(xiàn)于2007年；最大15日降雨量均值為223.1 mm，最大的為益陽(yáng)站，為603.8 mm，出現(xiàn)于1998年，最小的為岳陽(yáng)站，為114.4 mm，出現(xiàn)于2006年；最大30日降雨量均值為315.1 mm，最大的為澧縣站，為694.5 mm，出現(xiàn)于1998年，最小的為華容站，為166.2 mm，出現(xiàn)于2007年。

最大1日降雨量出現(xiàn)最多的月份為6月，共140站年，占總次數(shù)的31.3%，其次為7月和5月，共165站年，占總次數(shù)的36.8%，汛期4～9月出現(xiàn)最大1日降雨量的次數(shù)為425 站年，占總次數(shù)的94.9%；最大3日降雨量出現(xiàn)最多的月份為6月，共133 站年，占總次數(shù)的29.7%，其次為7月和5月，共176 站年，占總次數(shù)的39.3%，汛期4～9月出現(xiàn)最大3日降雨量的次數(shù)為410 站年，占總次數(shù)的91.5%；最大7日降雨量出現(xiàn)最多的月份為6月和7月，均為111 站年，占總次數(shù)的24.8%，汛期4～9月出現(xiàn)最大7日降雨量的次數(shù)為394 站年，占總次數(shù)的87.9%；最大15日暴雨出現(xiàn)最多的月份為6月，共135 站年，占總次數(shù)的30.1%，其次為5月和7月，共146 站年，占總次數(shù)的32.6%，汛期4～9月出現(xiàn)最大15日降雨量的次數(shù)為377 站年，占總次數(shù)的84.2%； 最大30日降雨量出現(xiàn)最多的月份為6月，共142 站年，占總次數(shù)的31.7%，其次為4月和5月，共182 站年，占總次數(shù)的40.6%，汛期4～9月出現(xiàn)最大30日降雨量的次數(shù)為390 站年，占總次數(shù)的87.1%。

長(zhǎng)時(shí)段與短時(shí)段降雨量之間的關(guān)系：最大3日降雨量包含最大1日降雨量為274 站年、占總年站數(shù)的61.2%； 最大7日降雨量包含最大1日降雨量為231站年、占總年站數(shù)的51.6%，包含最大3日降雨量為268 站年、占總年站數(shù)的59.8%；最大15日降雨量包含最大1日降雨量為234 站年、占總年站數(shù)的52.2%，包含最大3日降雨量為261 站年、占總年站數(shù)的58.3%，包含最大7日降雨量為280 站年、占總年站數(shù)的62.5%； 最大30日降雨量包含最大1日降雨量為262 站年、占總年站數(shù)的58.5%，包含最大3日降雨量為283 站年、占總年站數(shù)的63.2%，包含最大7日和最大15日降雨量均為282 站年、占總年站數(shù)的62.9%。另外在“包含”和“不包含”關(guān)系之外，還進(jìn)行了“過(guò)程遭遇”關(guān)系統(tǒng)計(jì)，詳見(jiàn)表2。

最大3日降雨量包含最大1日降雨量為274 站年、占總年站數(shù)的61.2%，最大7日降雨量包含最大3日降雨量為268 站年、占總年站數(shù)的59.8%，最大15日降雨量包含最大7日降雨量為280 站年、占總年站數(shù)的62.5%，最大30日降雨量包含最大15日降雨量均282 站年、占總年站數(shù)的62.9%。

表2 洞庭湖區(qū)不同時(shí)段降雨量包含關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

洞庭湖區(qū)的澇災(zāi)由本地降雨形成。從表2 中數(shù)據(jù)可以看出，洞庭湖區(qū)各站大多存在長(zhǎng)時(shí)段降雨量包含短時(shí)段降雨量的關(guān)系，即“長(zhǎng)包短”關(guān)系，如果加上過(guò)程遭遇的年份，長(zhǎng)時(shí)段包含短時(shí)段或長(zhǎng)、短時(shí)段降雨量出現(xiàn)遭遇的幾率會(huì)更大，說(shuō)明在出現(xiàn)暴雨前已經(jīng)有一定的前期降雨量，使?jié)硡^(qū)具有調(diào)蓄功能的內(nèi)湖、啞河和溝渠等區(qū)域已基本蓄滿，到設(shè)計(jì)暴雨出現(xiàn)時(shí)已基本沒(méi)有調(diào)蓄功能或調(diào)蓄很少，致使洞庭湖區(qū)出現(xiàn)的澇災(zāi)非常嚴(yán)重。

4 結(jié)論和建議

洞庭湖區(qū)年降雨量的分布特點(diǎn)為：東、南洞庭湖年降雨量大于西、北洞庭湖，環(huán)洞庭湖區(qū)年降雨量大于純湖區(qū)，四口河系地區(qū)為年降雨量最小的區(qū)域。

洞庭湖區(qū)各站大多存在長(zhǎng)時(shí)段降雨量包含短時(shí)段降雨量的關(guān)系，即“長(zhǎng)包短”關(guān)系，如果加上過(guò)程遭遇的年份，長(zhǎng)時(shí)段包含短時(shí)段或長(zhǎng)、短時(shí)段降雨量出現(xiàn)遭遇的幾率會(huì)更大，說(shuō)明在出現(xiàn)暴雨前已經(jīng)有一定的前期降雨量，使?jié)硡^(qū)具有調(diào)蓄功能的內(nèi)湖、啞河和溝渠等區(qū)域已基本蓄滿，到設(shè)計(jì)暴雨出現(xiàn)時(shí)已基本沒(méi)有調(diào)蓄功能或調(diào)蓄很少，致使洞庭湖區(qū)出現(xiàn)的澇災(zāi)非常嚴(yán)重。

建議在編制洞庭湖區(qū)排澇規(guī)劃時(shí)，要充分考慮各澇區(qū)的地形地貌特點(diǎn)和澇災(zāi)成因，按照澇區(qū)的降雨特性確定澇區(qū)的排澇整體方案和工程布局。