三峽庫區航道霧情特征分析及對通航的影響

龔素榮　張學中

摘 要：三峽庫區山體水體交錯的復雜地形造成庫區航道多霧的氣候特點，本文通過文獻查閱、實測霧情資料分析并結合考察調研等，以探明三峽庫區霧情分布特征及其對通航的影響。結果表明三峽庫區航道由于其跨度長、地形復雜等因素，霧情月分布較為復雜，不同河段霧情月分布差異較大，但霧情日分布則呈現一定規律；霧情在地域分布上不同河段稍有差異；同時由于三峽蓄水時間還不夠長，航道霧情的氣候變化可能還沒完全顯現，還有待更長時間的觀察和考證。

關鍵詞：長江庫區航道；霧情；時空分布

中圖分類號：U698 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0035-03

三峽庫區河段航道屬于山區航道，復雜地形造成了庫區航道多霧的氣候特征。三峽成庫后航道等級提高，庫區航運量的不斷增加，航道霧情對航運的影響愈加明顯。謝斌等為研究長江山區航道霧情時空分布特征，利用BP神經網絡建立該航道霧情空間分布特征模型，劃分出霧情等級較高的霧區；王林等則實現了長江山區航道上任意地點霧情等級插值；代娟等初步探究了山區航道霧情的時間分布特征。總之，三峽庫區霧情特征還未有明確的結論，對航道的影響也尚未明晰，探明三峽庫區河段航道霧情分布特征，對于減少航道霧情對航運的影響具有重要意義。

本文利用長江重慶航道局布設在三峽庫區航道上的霧情觀測臺資料以及文獻調研資料，結合庫區航道信息資料，對三峽庫區航道霧情分布特征進行分析，進一步分析其對航運的影響，以期為三峽庫區的航運安全和服務提供支撐。

1 三峽庫區霧情資料概況

長江重慶航道局擔負著長江干線蘭家沱至鳊魚溪全長597.2公里航道的全年維護、管理和信號指揮工作任務，目前設置29個霧情觀察哨，平均20.8千米設置霧情觀察哨一個，本文搜集了該29個哨點的觀測資料進行霧情時空分布特征的分析。

航道部門霧情等級揭示與氣象部門的《地面氣象觀測規范》有所區別，按照航道部門的通行指揮霧情揭示實施細則，將霧情分為3級：大霧（500m以下）、中霧（500-1000m）、輕霧（1000-1500m）分級記錄。

2 庫區霧情分布特征

2.1 時間分布特征

2.1.1 月分布特征

2.1.1.1 哨點觀測數據分析

三峽庫區航道地形復雜，各段地理條件、氣象條件各不相同，因而各月霧情分布也存在明顯差異。根據霧情觀察哨的資料，2011年、2012年全年霧情觀察情況分月統計如下：

三峽水庫建成后，據2011年1月至2012年12月霧情觀察情況統計，平均計算全年霧日達到190余天，對船舶安全航行影響較大能見度不足1000米的中霧以上情況達85天。從圖上可看出，長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。三峽水庫霧大多發生在冬春季節，其中2011年4月霧日天數，最多達到25天，中霧以上時間達14天，霧情持續時間較長，最長連續有霧時間達到近30小時。

不同觀測點霧情的月分布差異較大，重慶的商王石至魚嘴、涪陵的石沱至萬州的財神石，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 調查情況分析

通過考察座談情況分析，三峽庫區航道大霧在年周期內大多發生在秋冬季節，但有部分水域霧情在其它季節也會出現。

所調查的三峽庫區航道霧情主要出現在秋冬季節，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。

針對不同河段的調查問卷，霧情出現的月份有明顯差異：三峽庫區大部河段冬季的12-2月最多，有部分河段春夏最多，如財神石；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。通過分析各霧情點近三年的逐日霧情資料，可知長江航道上霧情的日分布情況如下：

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

（2）消散時段：霧消散時間一般在日出后至正午前，其中08-10時占總次數的50%；10-12時次之占總次數的21%。幾種級別的霧消散時間基本一致，大霧相對落后一個時次，說明霧越濃，消散越晚。

（3）持續時間：統計了不同級別霧持續的時間發現：以持續0-4個小時的短霧為主（占總次數的48.6%）；5-10個小時的中長霧次之（占總次數的41.6%），10個小時以上（不包括10個小時）的長霧，僅占總次數的6.8%）。一般來說，霧越濃，持續時間越長，近3年資料顯示輕霧、中霧、大霧平均持續時一間分別為：1.4小時、5.4小時、7.0小時。

2.2 地域分布特征

2.2.1 統計資料分析

通過對庫區航道近三年年均霧情頻次統計圖可以得出，在重慶至奉節段，霧情出現最多河段是涪陵的石佗至石柱的財神石、明月峽霧區，一年中出現中霧次數大部在70-150次之間，大霧次數在30-50次之間；其次是奉節的大溪至青石洞、以及廣元壩的大背角，出現中霧以上在30-60次，大霧15-30次；其他河段霧情分布相對較少，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計標準不規范，所以統計數據只作參考，但是霧情分布趨勢還是可信的。

2.2.2 調查情況分析

通過對三峽庫區航道的實地考察及調查問卷的進一步分析，針對庫區航道霧情地域分布可獲得以下調查結果：三峽庫區兩岸多為高山，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、回水灣區霧情較多，兩岸高山相夾的狹窄航道霧情相對較少；涪陵至萬州段是三峽庫區霧情最多河段，其中忠縣、黃花城、李渡等地較為嚴重；巫山以下霧情有所減少。

3 三峽蓄水后霧情變化對通航的影響

水庫蓄水后，水位抬升，局部的氣候也會發生改變。虞俊等（2010年）[4]通過分析研究認為庫區的霧日數在近54年呈弱的上升趨勢，但在21世紀初為明顯的下降趨勢，尤其是2004-2007年各站的霧日數表現為一致的顯著逐年減少。黃志勇等（2012年）[5]等通過分析研究認為長江三峽庫區西段年平均霧日數在蓄水后有明顯的減少趨勢，東段略有增加，持續12小時以上的極端大霧年平均日數在蓄水前后變化不大，連續3天以上的極端大霧年平均日數在蓄水后明顯減少。這些研究成果顯示，蓄水前后三峽庫區霧情變化基本是減少的，不同級別霧的變化趨勢存在差異，持續性霧無明顯變化，連續幾天的大霧減少明顯。究其原因卻基本一致認為：三峽蓄水對庫區霧日的影響較小，歸結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的氣象站點上的，而且針對航道來說所選代表站較少，研究氣候變化時可能對航道有一定的代表性，但是針對蓄水時間較短、而且局地性較強的航道霧情變化來說，缺乏代表性。因此從霧的形成原理分析，本文認為霧情變化更加復雜比較切合實際，這是因為：

（1）三峽蓄水后，重慶至大壩段水位抬升，水面擴大，致使航道上影響霧情的因素（溫度、濕度、風及周邊環境氣象要素）均可能發生變化，如果變化傾向于對成霧有利一面，霧情就會增多，傾向于不利一面霧情自然會減少。如水體擴大調節了氣溫變化，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，蒸發霧可能增多（夜間山風流經較暖水面）。但是同樣因為水面擴大，近地層粗糙度減小，江面風加大，對成霧又不利。

（2）一般情況下夏半年霧較少是因為夜間降溫使水汽凝結的幾率較小，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到飽和凝結，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，因此霧情不應受蓄水影響，如有變化應是氣候變化或其它原因所致。

4 結論

通過文獻查閱、航道霧情臺的霧情資料分析以及結合考察調查資料進行分析，對于三峽庫區航道霧情的時空分布特征及其對通航的影響進行研究，初步得出結論有：

（1）三峽庫區航道由于其跨度長、地形復雜等因素，霧情的月分布十分復雜。總的來說，三峽庫區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，但霧情對于日分布特征則具有一定的規律。

（2）通過霧請觀測點以及調查分析發現，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、霧情發生頻率高，持續時間長，而兩岸高山相夾的狹窄航道霧情相對較少。

（3）由于影響大霧形成的條件、因素復雜多變，蓄水使這些復雜的條件因素部分發生了改變，因而導致山區航道霧情變化也較為復雜。同時，對氣候分析而言，三峽蓄水時間還不夠長，航道霧情的氣候變化可能還沒完全顯現，還有待更長時間的觀察和考證。

參考文獻：

[1]謝斌，高嵩，初秀民，潘育明，劉懷漢. 基于神經網絡和小波變換的長江山區航道霧情時空分布[J]. 中國航海，2015，（03）：103-107+134.

[2]王林，陳正洪，湯陽，孫朋杰. 長江山區航道霧情等級插值方法研究[J]. 長江流域資源與環境，2015，（02）：346-352.

[3]代娟，陳正洪，田樹青，武泉，孫朋杰，白永清. 長江山區航道霧的時空分布特征分析[J]. 長江流域資源與環境，2015，（02）：333-338.

[4]虞俊，王遵婭，張強. 長江三峽庫區大霧的變化特征分析及原因初探[J]. 氣候與環境研究，2010，（01）：97-105.

[5]黃治勇，牛奔，葉麗梅，姚望玲，王佑兵. 長江三峽庫區極端大霧天氣的氣候變化特征[J]. 長江流域資源與環境，2012，（05）：646-652.