三峽庫區腹心地帶蓄水前后降水變化特征分析

袁久坤　周　英　伍亞光

（萬州區氣象局，重慶萬州　404000）

三峽庫區腹心地帶蓄水前后降水變化特征分析

袁久坤周英伍亞光

（萬州區氣象局，重慶萬州404000）

三峽庫區腹心地帶地處渝東的崇山峻嶺中，屬亞熱帶季風氣候，地勢復雜，局地氣候受山谷和水體的共同影響，降水豐富且強度大，暴雨、洪澇、滑坡等災害頻發。本文利用三峽庫區腹心地帶14個氣象觀測站1961～2014年降水觀測資料，對2003年三峽水庫蓄水前后的降水作了時間對比分析，同時分別選取近庫區和遠庫區站點作降水比值分析，結果表明蓄水后近11年來庫區腹心地帶降水較常年偏少，但降水趨勢與西南地區降水年代際變化一致。

三峽庫區腹心地帶降水局地變化

三峽工程是舉世矚目的特大型水利工程，三峽庫區腹心地帶主要指以萬州為中心的包括周邊巫山到豐都的長江沿線區域。自2003年三峽工程建設蓄水以來， 三峽庫區腹心地帶相繼發生2006年百年一遇高溫干旱和2008年冬季低溫冰凍等極端天氣，三峽大壩誘發長江流域極端天氣的說法一直爭論不止，三峽庫區的氣候變化趨勢以及三峽工程的氣候效應受到世界范圍的廣泛關注。礙于氣候變化的復雜性和庫區腹心地帶氣候監測資料的缺乏，目前對三峽庫區腹心地帶的蓄水前后的氣候變化趨勢的研究尚不多見，主要有國家氣候中心陳鮮艷等利用1961～2006年氣象觀測資料對三峽庫區局地氣候變化作了分析，武漢中心氣象臺毛以偉等對三峽水庫壩區蓄水前水體對水庫周邊氣溫的影響的研究等［1-6］。目前三峽庫區腹心地帶的自動氣象監測站已經積累了11年的較長序列監測資料，初步有利于對三峽庫區腹心地帶蓄水前后的氣候變化趨勢的分析研究。

本文利用實際氣象觀測資料，分析了自1961年以來三峽水庫附近氣象監測站點的降水時空分布特征，并根據2004～2014年11年蓄水后庫區周邊的一手氣象監測資料，對蓄水后三峽庫區的局地降水變化特征做了對比分析。

表1　三峽庫區腹心地帶及周邊各站年降水變率（%）

表2　近庫區與遠庫區年平均降水量的差值（單位:mm）

圖1　三峽庫區腹心地帶及周邊氣象監測站分布

1　資料來源及分析方法

1.1資料來源

根據氣候統計的基本要求，氣候平均值需要至少3O年資料計算而得。本文在三峽庫區腹心地帶及其周邊選取了分布于長江干流附近和南北兩岸14個氣象站的降水資料，資料年代統一為1961～2014年共54年，在下文的分析中我們將這54年氣候平均值稱為常年（氣候）平均，同時選取2004～2014年11年蓄水后資料同常年氣候平均值做對比分析，比較三峽水庫蓄水后庫區局地降水的變化情況。

1.2分析方法

利用三峽庫區腹心地帶14個氣象觀測站1961～2014年降水觀測資料，對2003年蓄水前后的降水作時間對比分析，同時分別選取近庫區（長江沿岸）、江北遠庫區（遠離江北岸20km以外）及江南遠庫區（遠離江南岸20km以外）各3個站點作降水比值分析。本文以巫山、奉節、云陽、萬州、忠縣、豐都6個站為沿江站，自三峽水庫巫山向西沿江分布（圖1）；以巫溪、城口、開縣、梁平、墊江站為江北遠庫區站，以石柱、彭水、黔江站為江南遠庫區站。

圖2　三峽庫區腹心地帶年降水量歷年變化

圖3　三峽庫區腹心地帶沿江各站2004-2014年平均與常年平均年降水量

圖4　三峽庫區腹心地帶周邊各站2004-2014年平均與常年平均年降水量

2　三峽庫區腹心地帶降水及其變化特征分析

2.1三峽庫區腹心地帶降水的氣候特征

三峽庫區腹心地帶各地降水豐富，分析表明三峽庫區腹心地帶內各測站年降水量常年平均均超過1000mm，從分布來看，沿江各站中，以萬州為界，向東、向西各站降水均逐漸減少。

受季風活動的影響，三峽庫區腹心地帶具有冬干夏雨的季風氣候特點，降水量隨季節變化明顯。冬季受大陸氣團控制，是全年降水量最少的季節，約為全年降水量的5%左右。春季是冬、夏季風的過渡時期，降水量較冬季明顯增加。夏季是全年降水最多的季節，季降水量占全年降水量的比例最高，為40%～50%。月降水量的時間分布表現為單峰型變化曲線，庫區降水主要集中在4～10月，峰值出現在7月份，為188.4mm。

為了分析三峽庫區腹心地帶及周邊各站降水的年際變化情況，引入年降水變率的計算。

年降水變率采用相對降水變率，計算公式如下：

式中，VP為降水變率，iP為一站點第i年的年降水量，P是一站點n年的平均降水量。

由表1可知，從歷年的降水量變化來看，三峽庫區腹心地帶年降水量變率主要在7.5%～18.5%之間，其平均相對變率約為13.5%。降水變率較小，則降水較穩定。其中萬州站降水變率最小為7.5%，巫溪站降水變率最大為18.5%。

圖2給出了三峽庫區腹心地帶及周邊14站平均的年降水量歷年變化曲線，近54年中1982年三峽庫區的降水量最大，當年庫區平均降水量達1515.8 mm，以2001年平均降水量最少，僅為832.8mm。另外，從圖2中還可以發現三峽庫區腹心地帶沿江6站年平均降水量與庫區周邊各站平均降水量兩者的變化趨勢基本一致。近庫區和遠庫區年降水量的變化在三峽水庫蓄水前后也是基本一致的。

圖5　近庫區和遠庫區降水量比值的歷年變化

2.2三峽庫區腹心地帶蓄水前后降水的變化牲分析

2.2.1近11年降水變化

2004～2014年三峽庫區腹心地帶沿江各站的降水與常年平均相比（圖3），除云陽站與常年平均基本持平外，其余各站年降水量均有不同程度的減少，其中奉節站蓄水后年降水量為967.6mm，較常年平均偏少13%，其余各站年降水量較常年偏少4%～7%。2004～2014年三峽庫區腹心地帶遠庫區各站的降水與常年平均相比（圖4），除開縣站與常年平均基本持平外，其余各站年降水量均有不同程度的減少，較常年偏少1%～7%。

2.2.2降水比值

一般認為某地的氣候變化主要是氣候本身的自然變化和人為因素（如水庫蓄水）造成的，因為三峽近庫區和遠庫區同屬一個氣候區，受相同大氣環流背景影響，因此認為氣候的自然變化基本相同，近庫區和遠庫區的降水比值可以認為是去除了自然變化影響之后僅由蓄水所引起的氣候變化分量。主要采用近庫區、遠庫區氣象測站的降水比值比較法分析水庫對庫區及其附近地區降水的影響，本文選取近庫區（巫山、萬州、豐都）、長江以北遠庫區（巫溪、梁平、城口）、長江以南遠庫區（石柱、黔江、彭水）為代表站進行比較，其計算方法如下。

上式中NR△、SR△分別表示近庫區和江北遠庫區、江南遠庫區的降水量比值，1AR、2AR、3AR、4AR、5AR、6AR、7AR、8AR、9AR分別表示巫山、萬州、豐都、巫溪、梁平、城口、石柱、黔江、彭水建庫后（2004～2014年）的平均降水量，1BR、2BR、3BR、4BR、5BR、6BR、7BR、8BR、9BR分別表示巫山、萬州、豐都、巫溪、梁平、城口、石柱、黔江、彭水建庫前（1968～2003年）的平均降水量。計算得出：NR△=0.94，SR△=1.01。兩者比較都接近于1，由此說明由水庫蓄水引起的氣候變化分量很小，相對而言對長江北岸影響稍大于長江南岸。

由圖5可見，近庫區和江北遠庫區及江南遠庫區的降水比值總體上呈現出明顯的年代際變化，在三峽水庫蓄水前后是基本一致的。近54年來，兩地降水量的比值沒有呈現明顯增加或減少的變化趨勢，蓄水后降水比值的波動仍處于正常的變化范圍內。表明三峽3小結和討論

水庫蓄水后附近地區降水沒有明顯變化。三峽庫區降水變化在很大程度上受到西南區域大尺度氣候背景影響，水庫蓄水應該對離庫區較近范圍的降水量產生了一定影響，但對于整個大庫區來說，蓄水前后年降水量的變化并不顯著。從蓄水前、后遠近庫區降水量的差值也表明（表2），蓄水前近庫區比遠庫區降水略偏少，蓄水后近庫區比遠庫區降水仍略偏少，表明年降水量在水庫蓄水前、后變化是基本一致的。同時觀測表明庫區腹心地帶降水趨勢與西南地區的平均年降水變化趨勢基本一致［1］。

通過對三峽庫區及其周邊地區14個氣象觀測站1961～2014年降水觀測資料的統計分析，蓄水后庫區腹地各站降水量有偏少的趨勢，臨近長江的站點偏少趨勢越明顯。但這種偏少趨勢目前看來總體上與西南地區的降水變化基本一致，沒有表現出特別的變化。由于三峽工程局地氣候影響是一個復雜、長期的氣候調節過程，而本文所分析出的結果只是三峽水庫蓄水至今11年時間的變化趨勢，蓄水前后降水變化還需要更長時間觀測分析統計，對水庫水域擴大影響造成的局地氣候效應有待更多研究方法及模式結果的驗證。

［1］陳鮮艷，張強，葉殿秀，等.三峽庫區局地氣候變化［J］.長江流域資源與環境，2009，18（1）：47-51.

［2］毛以偉，陳正洪，王玨，等.三峽水庫壩區蓄水前水體對水庫周邊氣溫的影響［J］.氣象科技，2005，33（4）：334-338.

［3］鐘海玲，高榮，楊霞.三峽庫區蓄水后氣候特征及其對生產潛力的影響［J］.安徽農業科學，2010，38（12）：6353-6355.

［4］鄒旭愷，張強，葉殿秀.長江三峽庫區連陰雨的氣候特征分析［J］.災害學，2005，20（1）：85-90.

［5］王梅華，劉莉紅，張強.三峽地區氣候特征［J］.氣象，2002，31（7）：68-71.

［6］李強，李永華，王中，等.近30年三峽庫區洪澇特征及建庫前后致澇氣候因子的差異［J］.熱帶氣象學報，2010，26（6）：750-758.