白鶴灘電站大壩汛期降水日變化特征

中圖分類號(hào) S164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1007-7731（2025）12-0115-04

DOI號(hào) 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.12.027

Daily variation characteristics of precipitation during flood season for the dam of Baihetan Hydropower Station

WANG Chuanyun1LUO Shaoyan1HUANG Xia1MA Guxia2 （ ¹ Meteorological Bureau of Liangshan Yi Autonomous Prefecture，Xichang 615Ooo， China; 2Meteorological Bureau of Zhaojue County， Zhaojue 616150， China）

AbstractTo serve agricultural production and water resource management，the daily variation characteristics of precipitation from Mayto October during the flood season of Baihetan Hydropower Station was analyzed from two aspects：precipitationamount and frequency，based on hourly precipitationobservation data from theautomatic meteorologicalobservation stations ontheleftbank（I Station）andrightbank（I Station）of thedamin January 2012 to December 2022.The results indicated thatthe daytime precipitation and frequency of precipitation at Baihetan Hydropower Station weresignificantly lower than at night.Nighttime precipitation accounts for about 80% and precipitation frequency accounts for 70% . The amount and frequency of precipitation in the second half of the night were higher than those in the first half of the night，and the highest precipitation occurs at 4：OO on the I station;daytime precipitation accounts for about 20% and precipitation frequency accounts for 30% . Afternoon precipitation and precipitation frequency wereboth lessthan inthe morning，with the lowest precipitation frequency occuring at15：00 in Istation; the relative precipitation frequency was higher during the daytime （especially in the morning）in July and September.This“night rain” feature had important reference value for local agricultural activity arrangements，crop water use eficiency，and reservoir agricultural irrigation scheduling.

Keywordsdamof Baihetan Hydropower Station; precipitation; precipitation frequency;dailyvariation;agricultural production

水電站作為重要的清潔能源來源之一，具有低碳、環(huán)保等優(yōu)勢，其建設(shè)和運(yùn)營對(duì)于能源供應(yīng)、洪水調(diào)節(jié)和水資源管理等具有重要意義。在電站運(yùn)行過程中，依據(jù)流域氣象特點(diǎn)，對(duì)大壩汛期時(shí)段的降水日變化特征進(jìn)行分析，有助于預(yù)測洪水峰值、優(yōu)化水庫調(diào)度，并為區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)安排、作物水分管理及防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

近年來，隨著高時(shí)間分辨率降水資料的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，降水日變化的研究日益受到關(guān)注。唐永蘭等對(duì)三峽庫區(qū)蓄水前后夏季小時(shí)降水變化特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明，蓄水后小時(shí)降水量和降水頻次減少，而強(qiáng)度增加；降水變化存在明顯的地理分布規(guī)律，降水量、頻次、強(qiáng)度在庫區(qū)中北部增加，且多位于長江以北地區(qū)；降水量、瀕次在庫區(qū)西南部減少，強(qiáng)度在庫區(qū)中南部和西北部減弱，且多位于 31^°N 以南。肖柳斯等2基于2013—2021年自動(dòng)氣象站逐5min 降水觀測資料，分析廣東汛期 5min 極端強(qiáng)降水的時(shí)空分布和降水事件持續(xù)性特征，并與小時(shí)尺度極端降水進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)內(nèi)陸地區(qū)降水系統(tǒng)的移速較沿海地區(qū)快，以廣東西北部較快，導(dǎo)致該區(qū)域5min 降水率高，但小時(shí)閾值較低。王夫常等研究指出，四川盆地降水具有明顯的“夜雨\"特征，其降水量和頻次有相似的日變化特征，降水主要集中在夜間至清晨。鄧德鈺等4研究認(rèn)為，夜間降水量峰值主要來自降水頻次的貢獻(xiàn)，在 25^°N 以北，降水量的峰值位相超前于降水頻次 1～2h 。

本文基于白鶴灘電站大壩左岸（I站）右岸（Ⅱ站）自動(dòng)氣象觀測站2012年1月—2022年12月逐小時(shí)降水觀測資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，從降水量以及降水頻次兩個(gè)方面對(duì)該電站汛期（5一10月）降水日變化特征進(jìn)行分析。旨在為金沙江下游相似氣候區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和水資源高效利用提供參考。

1材料與方法

1.1 研究區(qū)基本情況

白鶴灘水電站位于長江上游的橫斷山脈深處，屬于典型的河谷氣候區(qū)域，擁有豐富的生態(tài)資源。該電站以發(fā)電為主，兼具防洪、攔沙、改善下游航運(yùn)條件和發(fā)展庫區(qū)通航等綜合效益。白鶴灘地區(qū)4—6月氣溫高達(dá) 41°C ，地表溫度超過 70^°C ，并受暴雨、大風(fēng)等天氣影響5。

1.2研究資料

考慮到研究區(qū)降水特征代表性，分別選取兩岸最靠近白鶴灘大壩的站點(diǎn)進(jìn)行降水特征分析。選取2012年1月—2022年12月白鶴灘電站大壩左岸（1站）自動(dòng)氣象觀測站逐月平均降水觀測資料，以及2019年—2022年汛期（5—9月）白鶴灘電站大壩左岸（I站）右岸（Ⅱ站）自動(dòng)氣象觀測站逐小時(shí)降水觀測資料為研究樣本。重點(diǎn)從降水量、降水頻次兩個(gè)方面對(duì)該壩區(qū)汛期（5一10月）降水日變化特征進(jìn)行分析。

1.3 研究方法

1.3.1逐月降水量基本特征 月降水量表示當(dāng)前月份累計(jì)降水量，月變化峰值時(shí)間定為月降水量出現(xiàn)最大值的時(shí)間（北京時(shí)間）。對(duì)1站2012年1月一2022年12月逐月平均降水觀測資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出汛期與非汛期降水量的占比情況，以及逐月降水量的時(shí)間分布特征。

1.3.2汛期降水量、降水頻次日變化特征 為分析有實(shí)際水文和農(nóng)業(yè)意義的降水事件，將1h內(nèi)降水量 ?0.1mm 的定義為有效降水。小時(shí)降水量表示當(dāng)前時(shí)間的前1h累計(jì)降水量，降水頻次是全部有效降水小時(shí)數(shù)（小時(shí)降水量 ?0.1mm ）在00：00-23：00（北京時(shí)間）的總和，日變化峰值時(shí)間選用日小時(shí)降水量和降水頻次出現(xiàn)最大值的時(shí)間。規(guī)定北京時(shí)間20：00為日界，夜間降水和白天降水的具體劃分如表1所示。

2結(jié)果與分析

2.1逐月降水量基本特征

對(duì)I站2012年1月—2022年12月逐月平均降水量（圖1）進(jìn)行分析可知，該站降水常年集中在汛期（5—10月），汛期降水量占全年總降水量的93.3% ，尤其在6一9月降水量明顯偏多，其中，7月是降水量最多的月份，高達(dá) 168.6mm 。非汛期降水量僅占全年降水量的 6.7% ，其中，12月降水量僅1.9mm ，為降水量最少的月份。這表明該區(qū)域降水資源高度集中于汛期，旱季水資源相對(duì)匱乏。

2.2汛期（5一10月）降水量日變化特征

根據(jù)I站、Ⅱ站2019年—2022年汛期（5—10月）逐小時(shí)降水量（圖2），汛期降水量日變化表現(xiàn)為單峰值，主要集中在夜間。這種夜間主導(dǎo)的降水格局是金沙江下游河谷地區(qū)的顯著氣候特征。

根據(jù)汛期（5一10月）降水量日變化特征（表2），夜間降水量較多，且下半夜降水量多于上半夜。I站汛期夜間平均累計(jì)降水量 423.00mm ，占當(dāng)天全部降水量的 76.8% ；Ⅱ站夜間平均累計(jì)降水量502.8mm ，占當(dāng)天全部降水量的 78.4% 。其中，最多降水量時(shí)次出現(xiàn)在Ⅱ站4時(shí)，該時(shí)次汛期平均累計(jì)降水量為 66.0mm 。白天降水量較少，且下午降水量少于上午。Ⅰ站汛期白天平均累計(jì)降水量127.9mm ，占當(dāng)天全部降水量的 23.2% ；Ⅱ站白天平均累計(jì)降水量 138.1mm ，占當(dāng)天全部降水量的21.5% 。其中，最少降水量時(shí)次出現(xiàn)在Ⅱ站13時(shí)，汛期平均累計(jì)量僅 2.9mm 。這說明白鶴灘壩區(qū)汛期降水具有較強(qiáng)的夜間集中性，尤其是下半夜，而白天特別是午后降水較少。

2.3汛期（5一10月）降水頻次日變化特征

分析I站、Ⅱ站2019年—2022年汛期（5—10月）逐小時(shí)降水頻次（圖3）可得，汛期降水頻次日變化特征表現(xiàn)為單峰值，降水時(shí)段主要集中在夜間。I站夜間平均年累計(jì)降水頻次為280.9時(shí)次，占比68.8% ；Ⅱ站為298.4時(shí)次，占當(dāng)天全部降水量的69.7% 。其中，下半夜降水頻次多于上半夜，最多降水頻次出現(xiàn)在Ⅱ5時(shí)，汛期平均累計(jì)頻次出現(xiàn)32時(shí)次。白天降水頻次較少，I站汛期白天平均累計(jì)頻次為127.3時(shí)次，占比 31.2% ；Ⅱ站為129.8時(shí)次，占比30.3% 。其中下午降水頻次少于上午，最少降水頻次為I站15時(shí)，汛期平均累計(jì)頻次出現(xiàn)32時(shí)次（表3）。降水頻次與降水量的日變化特征高度一致，均呈現(xiàn)夜間主導(dǎo)型，且降水量的峰值（4時(shí)）略超前于降水頻次峰值（5時(shí)）1h，這與鄧德鈺等4的研究結(jié)論相一致。

對(duì)汛期逐月白天各時(shí)段累計(jì)降水頻次變化特征（圖4）進(jìn)行分析可得，7月白天累計(jì)降水頻次最高，Ⅱ站達(dá)28.8時(shí)次，9月次之，5月、10月最少；9月白天上午累計(jì)降水頻次最高，I站、Ⅱ站各20時(shí)次，7月次之，5、10月最少；10月白天下午累計(jì)降水頻次最少，I站僅有3.3時(shí)次，9月次之，7月最多。這表明在汛期中后期（7月、9月），白天發(fā)生降水的可能性相對(duì)增加，尤其是上午時(shí)段，這可能與特定天氣系統(tǒng)活動(dòng)或局地環(huán)流發(fā)展有關(guān)。

3結(jié)論與討論

本研究選取2012年1月—2022年12月白鶴灘電站大壩左岸（I站）逐月平均降水觀測資料，2019年—2022年汛期（5—10月）白鶴灘電站大壩左岸（I站）右岸（Ⅱ站）逐小時(shí)降水觀測資料，從降水量、降水頻次兩個(gè)方面對(duì)該電站壩區(qū)汛期5一10月降水日變化特征進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

（1）汛期夜間降水量偏多，夜間降水量占 80% 左右、降水頻次占 70% 。下半夜降水量、降水頻次均多于上半夜，最多降水量時(shí)次出現(xiàn)在右岸Ⅱ站4時(shí)，最多降水頻次時(shí)次出現(xiàn)在 I 站5時(shí)，降水量的峰值位相超前于降水頻次 ^1h 。

（2）汛期白天降水量偏少，占 20% 左右、降水頻次占 30% 。下午降水量、降水頻次均少于上午，最少降水量時(shí)次出現(xiàn)在Ⅱ站13時(shí)，最少降水頻次出現(xiàn)在1站15時(shí)。其中7月白天累計(jì)降水頻次最高，9月次之；9月白天上午累計(jì)降水頻次最高，7月次之。

白鶴灘壩區(qū)明顯的“夜雨\"特征對(duì)周邊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要影響。一方面，夜間降水可有效減少白天地表水分的無效蒸發(fā)，提高水分利用效率，有利于緩解金沙江干熱河谷地區(qū)旱季的農(nóng)業(yè)用水壓力；降水集中于夜間，為白天進(jìn)行播種、移栽、施肥、噴藥、收割等田間農(nóng)事活動(dòng)提供了便利的時(shí)間窗口。另一方面，7月和9月白天（特別是上午）的降水頻次相對(duì)較高，雖總量不大，但需注意其對(duì)關(guān)鍵農(nóng)事活動(dòng)（如晾曬）的短暫干擾8；持續(xù)性的夜間強(qiáng)降水需警惕可能引發(fā)的山洪、滑坡等次生災(zāi)害對(duì)農(nóng)田和基礎(chǔ)設(shè)施的影響；水庫調(diào)度可結(jié)合降水日變化規(guī)律，在保障防洪安全的前提下，優(yōu)化下泄流量，更精準(zhǔn)地滿足下游灌區(qū)作物關(guān)鍵生長期的灌溉需求

本文基于白鶴灘電站大壩左岸（I站）右岸（Ⅱ站）自動(dòng)氣象觀測站近年逐小時(shí)降水觀測資料，采用統(tǒng)計(jì)方法，從降水量、降水頻次兩個(gè)方面對(duì)白鶴灘電站汛期（5一10月）降水日變化特征進(jìn)行分析。未來可結(jié)合具體作物需水規(guī)律，建立基于降水日變化特征的水庫一農(nóng)業(yè)協(xié)同優(yōu)化模型，為進(jìn)一步提升區(qū)域農(nóng)業(yè)水資源利用效率和防災(zāi)減災(zāi)能力提供參考。

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（責(zé)任編輯：楊歡）