三峽庫(kù)區(qū)航道霧情特征分析及對(duì)通航的影響

龔素榮　張學(xué)中

摘 要：三峽庫(kù)區(qū)山體水體交錯(cuò)的復(fù)雜地形造成庫(kù)區(qū)航道多霧的氣候特點(diǎn)，本文通過(guò)文獻(xiàn)查閱、實(shí)測(cè)霧情資料分析并結(jié)合考察調(diào)研等，以探明三峽庫(kù)區(qū)霧情分布特征及其對(duì)通航的影響。結(jié)果表明三峽庫(kù)區(qū)航道由于其跨度長(zhǎng)、地形復(fù)雜等因素，霧情月分布較為復(fù)雜，不同河段霧情月分布差異較大，但霧情日分布則呈現(xiàn)一定規(guī)律；霧情在地域分布上不同河段稍有差異；同時(shí)由于三峽蓄水時(shí)間還不夠長(zhǎng)，航道霧情的氣候變化可能還沒(méi)完全顯現(xiàn)，還有待更長(zhǎng)時(shí)間的觀察和考證。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江庫(kù)區(qū)航道；霧情；時(shí)空分布

中圖分類號(hào)：U698 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）04-0035-03

三峽庫(kù)區(qū)河段航道屬于山區(qū)航道，復(fù)雜地形造成了庫(kù)區(qū)航道多霧的氣候特征。三峽成庫(kù)后航道等級(jí)提高，庫(kù)區(qū)航運(yùn)量的不斷增加，航道霧情對(duì)航運(yùn)的影響愈加明顯。謝斌等為研究長(zhǎng)江山區(qū)航道霧情時(shí)空分布特征，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立該航道霧情空間分布特征模型，劃分出霧情等級(jí)較高的霧區(qū)；王林等則實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)江山區(qū)航道上任意地點(diǎn)霧情等級(jí)插值；代娟等初步探究了山區(qū)航道霧情的時(shí)間分布特征。總之，三峽庫(kù)區(qū)霧情特征還未有明確的結(jié)論，對(duì)航道的影響也尚未明晰，探明三峽庫(kù)區(qū)河段航道霧情分布特征，對(duì)于減少航道霧情對(duì)航運(yùn)的影響具有重要意義。

本文利用長(zhǎng)江重慶航道局布設(shè)在三峽庫(kù)區(qū)航道上的霧情觀測(cè)臺(tái)資料以及文獻(xiàn)調(diào)研資料，結(jié)合庫(kù)區(qū)航道信息資料，對(duì)三峽庫(kù)區(qū)航道霧情分布特征進(jìn)行分析，進(jìn)一步分析其對(duì)航運(yùn)的影響，以期為三峽庫(kù)區(qū)的航運(yùn)安全和服務(wù)提供支撐。

1 三峽庫(kù)區(qū)霧情資料概況

長(zhǎng)江重慶航道局擔(dān)負(fù)著長(zhǎng)江干線蘭家沱至鳊魚溪全長(zhǎng)597.2公里航道的全年維護(hù)、管理和信號(hào)指揮工作任務(wù)，目前設(shè)置29個(gè)霧情觀察哨，平均20.8千米設(shè)置霧情觀察哨一個(gè)，本文搜集了該29個(gè)哨點(diǎn)的觀測(cè)資料進(jìn)行霧情時(shí)空分布特征的分析。

航道部門霧情等級(jí)揭示與氣象部門的《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》有所區(qū)別，按照航道部門的通行指揮霧情揭示實(shí)施細(xì)則，將霧情分為3級(jí)：大霧（500m以下）、中霧（500-1000m）、輕霧（1000-1500m）分級(jí)記錄。

2 庫(kù)區(qū)霧情分布特征

2.1 時(shí)間分布特征

2.1.1 月分布特征

2.1.1.1 哨點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)分析

三峽庫(kù)區(qū)航道地形復(fù)雜，各段地理?xiàng)l件、氣象條件各不相同，因而各月霧情分布也存在明顯差異。根據(jù)霧情觀察哨的資料，2011年、2012年全年霧情觀察情況分月統(tǒng)計(jì)如下：

三峽水庫(kù)建成后，據(jù)2011年1月至2012年12月霧情觀察情況統(tǒng)計(jì)，平均計(jì)算全年霧日達(dá)到190余天，對(duì)船舶安全航行影響較大能見(jiàn)度不足1000米的中霧以上情況達(dá)85天。從圖上可看出，長(zhǎng)江干線蘭家沱至鳊魚溪河段航道霧情2、3、4、12月最多，1、10、11月次之，8、9月最少。三峽水庫(kù)霧大多發(fā)生在冬春季節(jié)，其中2011年4月霧日天數(shù)，最多達(dá)到25天，中霧以上時(shí)間達(dá)14天，霧情持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，最長(zhǎng)連續(xù)有霧時(shí)間達(dá)到近30小時(shí)。

不同觀測(cè)點(diǎn)霧情的月分布差異較大，重慶的商王石至魚嘴、涪陵的石沱至萬(wàn)州的財(cái)神石，基本是全年有霧，但不同河段霧情分布最多月份不同，具體如表1所述。

2.1.1.2 調(diào)查情況分析

通過(guò)考察座談情況分析，三峽庫(kù)區(qū)航道大霧在年周期內(nèi)大多發(fā)生在秋冬季節(jié)，但有部分水域霧情在其它季節(jié)也會(huì)出現(xiàn)。

所調(diào)查的三峽庫(kù)區(qū)航道霧情主要出現(xiàn)在秋冬季節(jié)，春季次之，夏季最少。最多的是11月份，其次是1、2、12月份、2-6月逐月減少，6-8月最少，8-11月又逐月增加。

針對(duì)不同河段的調(diào)查問(wèn)卷，霧情出現(xiàn)的月份有明顯差異：三峽庫(kù)區(qū)大部河段冬季的12-2月最多，有部分河段春夏最多，如財(cái)神石；11、3月次之，1-8月最少，但是有些河段春秋季最多，如青石洞。

2.1.2 日分布特征

通常情況下，霧的日變化很明顯，它與氣溫的日變化較為一致。通過(guò)分析各霧情點(diǎn)近三年的逐日霧情資料，可知長(zhǎng)江航道上霧情的日分布情況如下：

（1）開(kāi)始時(shí)間：霧在下半夜到清晨日出前（00-08時(shí)）形成的最多，占總數(shù)的50%；霧的濃度越大，開(kāi)始形成的時(shí)間越早，小于500米的大霧98%是在早上8時(shí)前形成，2-4時(shí)形成的最多；500-1000米的中霧95%是在早上8時(shí)前形成，4-7時(shí)形成最多；1000-1500米的輕霧89%是在早上8時(shí)前形成，形成時(shí)間相對(duì)集中在6時(shí)前后。

（2）消散時(shí)段：霧消散時(shí)間一般在日出后至正午前，其中08-10時(shí)占總次數(shù)的50%；10-12時(shí)次之占總次數(shù)的21%。幾種級(jí)別的霧消散時(shí)間基本一致，大霧相對(duì)落后一個(gè)時(shí)次，說(shuō)明霧越濃，消散越晚。

（3）持續(xù)時(shí)間：統(tǒng)計(jì)了不同級(jí)別霧持續(xù)的時(shí)間發(fā)現(xiàn)：以持續(xù)0-4個(gè)小時(shí)的短霧為主（占總次數(shù)的48.6%）；5-10個(gè)小時(shí)的中長(zhǎng)霧次之（占總次數(shù)的41.6%），10個(gè)小時(shí)以上（不包括10個(gè)小時(shí)）的長(zhǎng)霧，僅占總次數(shù)的6.8%）。一般來(lái)說(shuō)，霧越濃，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，近3年資料顯示輕霧、中霧、大霧平均持續(xù)時(shí)一間分別為：1.4小時(shí)、5.4小時(shí)、7.0小時(shí)。

2.2 地域分布特征

2.2.1 統(tǒng)計(jì)資料分析

通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)航道近三年年均霧情頻次統(tǒng)計(jì)圖可以得出，在重慶至奉節(jié)段，霧情出現(xiàn)最多河段是涪陵的石佗至石柱的財(cái)神石、明月峽霧區(qū)，一年中出現(xiàn)中霧次數(shù)大部在70-150次之間，大霧次數(shù)在30-50次之間；其次是奉節(jié)的大溪至青石洞、以及廣元壩的大背角，出現(xiàn)中霧以上在30-60次，大霧15-30次；其他河段霧情分布相對(duì)較少，大部輕霧在50次以下，中霧30次以下，大霧15次以下。由于重慶航道局霧情資料統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，所以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)只作參考，但是霧情分布趨勢(shì)還是可信的。

2.2.2 調(diào)查情況分析

通過(guò)對(duì)三峽庫(kù)區(qū)航道的實(shí)地考察及調(diào)查問(wèn)卷的進(jìn)一步分析，針對(duì)庫(kù)區(qū)航道霧情地域分布可獲得以下調(diào)查結(jié)果：三峽庫(kù)區(qū)兩岸多為高山，航道霧情在地域分布上，不同河段稍有差異。一般是彎曲河段、支流岔道、回水灣區(qū)霧情較多，兩岸高山相夾的狹窄航道霧情相對(duì)較少；涪陵至萬(wàn)州段是三峽庫(kù)區(qū)霧情最多河段，其中忠縣、黃花城、李渡等地較為嚴(yán)重；巫山以下霧情有所減少。

3 三峽蓄水后霧情變化對(duì)通航的影響

水庫(kù)蓄水后，水位抬升，局部的氣候也會(huì)發(fā)生改變。虞俊等（2010年）[4]通過(guò)分析研究認(rèn)為庫(kù)區(qū)的霧日數(shù)在近54年呈弱的上升趨勢(shì)，但在21世紀(jì)初為明顯的下降趨勢(shì)，尤其是2004-2007年各站的霧日數(shù)表現(xiàn)為一致的顯著逐年減少。黃志勇等（2012年）[5]等通過(guò)分析研究認(rèn)為長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)西段年平均霧日數(shù)在蓄水后有明顯的減少趨勢(shì)，東段略有增加，持續(xù)12小時(shí)以上的極端大霧年平均日數(shù)在蓄水前后變化不大，連續(xù)3天以上的極端大霧年平均日數(shù)在蓄水后明顯減少。這些研究成果顯示，蓄水前后三峽庫(kù)區(qū)霧情變化基本是減少的，不同級(jí)別霧的變化趨勢(shì)存在差異，持續(xù)性霧無(wú)明顯變化，連續(xù)幾天的大霧減少明顯。究其原因卻基本一致認(rèn)為：三峽蓄水對(duì)庫(kù)區(qū)霧日的影響較小，歸結(jié)為大背景的氣候變化及城市化影響。

綜合以上分析可以看出，前期的研究成果是建立在距離航道較遠(yuǎn)的氣象站點(diǎn)上的，而且針對(duì)航道來(lái)說(shuō)所選代表站較少，研究氣候變化時(shí)可能對(duì)航道有一定的代表性，但是針對(duì)蓄水時(shí)間較短、而且局地性較強(qiáng)的航道霧情變化來(lái)說(shuō)，缺乏代表性。因此從霧的形成原理分析，本文認(rèn)為霧情變化更加復(fù)雜比較切合實(shí)際，這是因?yàn)椋?/p>

（1）三峽蓄水后，重慶至大壩段水位抬升，水面擴(kuò)大，致使航道上影響霧情的因素（溫度、濕度、風(fēng)及周邊環(huán)境氣象要素）均可能發(fā)生變化，如果變化傾向于對(duì)成霧有利一面，霧情就會(huì)增多，傾向于不利一面霧情自然會(huì)減少。如水體擴(kuò)大調(diào)節(jié)了氣溫變化，冬季最低氣溫升高，在冬季主要靠輻射降溫成霧的河段霧情可能減少，如果兩岸有較高山體，蒸發(fā)霧可能增多（夜間山風(fēng)流經(jīng)較暖水面）。但是同樣因?yàn)樗鏀U(kuò)大，近地層粗糙度減小，江面風(fēng)加大，對(duì)成霧又不利。

（2）一般情況下夏半年霧較少是因?yàn)橐归g降溫使水汽凝結(jié)的幾率較小，但是由于水體增大，航道水汽條件更加充足，同樣的降溫幅度就可能使水汽達(dá)到飽和凝結(jié)，使成霧幾率增大。

（3）重慶以上航道，三峽蓄水后其水位變化不大，因此霧情不應(yīng)受蓄水影響，如有變化應(yīng)是氣候變化或其它原因所致。

4 結(jié)論

通過(guò)文獻(xiàn)查閱、航道霧情臺(tái)的霧情資料分析以及結(jié)合考察調(diào)查資料進(jìn)行分析，對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)航道霧情的時(shí)空分布特征及其對(duì)通航的影響進(jìn)行研究，初步得出結(jié)論有：

（1）三峽庫(kù)區(qū)航道由于其跨度長(zhǎng)、地形復(fù)雜等因素，霧情的月分布十分復(fù)雜?？偟膩?lái)說(shuō)，三峽庫(kù)區(qū)航道以冬半年霧情最多，夏季最少。但不同河段霧情月分布差異較大，且不同河段霧情最多月份不同，但霧情對(duì)于日分布特征則具有一定的規(guī)律。

（2）通過(guò)霧請(qǐng)觀測(cè)點(diǎn)以及調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，霧情在地域分布上不同河段稍有差異，在峽谷河段、寬闊彎曲河段、霧情發(fā)生頻率高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，而兩岸高山相夾的狹窄航道霧情相對(duì)較少。

（3）由于影響大霧形成的條件、因素復(fù)雜多變，蓄水使這些復(fù)雜的條件因素部分發(fā)生了改變，因而導(dǎo)致山區(qū)航道霧情變化也較為復(fù)雜。同時(shí)，對(duì)氣候分析而言，三峽蓄水時(shí)間還不夠長(zhǎng)，航道霧情的氣候變化可能還沒(méi)完全顯現(xiàn)，還有待更長(zhǎng)時(shí)間的觀察和考證。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝斌，高嵩，初秀民，潘育明，劉懷漢. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和小波變換的長(zhǎng)江山區(qū)航道霧情時(shí)空分布[J]. 中國(guó)航海，2015，（03）：103-107+134.

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[4]虞俊，王遵婭，張強(qiáng). 長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)大霧的變化特征分析及原因初探[J]. 氣候與環(huán)境研究，2010，（01）：97-105.

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