澜沧江上游流域暴雨特性分析

林芸 段玮 刘阳容

摘 要：澜沧江是云南省6大水系之一，也是一条国际河流，纵跨13个纬度，流域内自然地理条件差异较大。其中以溜筒江水文站为界的澜沧江上游流域，地处青藏高原东部腹地的高海拔地区，气候高寒，低温少雨。该文以澜沧江上游古水水电站可能最大洪水专题研究项目为依托，根据澜沧江上游流域内外43个水文气象站点的资料，通过对多年平均降水量、最大1日、3日暴雨量以及大雨、中雨发生频次的分析，总结得到澜沧江上游流域的暴雨季节特征和地区分布特征。

关键词：澜沧江上游 青藏高原 溜筒江 暴雨特性

中图分类号：P426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（b）-0104-05

在各类自然灾害造成的损失中， 气象灾害造成的损失占绝大部分，其中暴雨等降水是主要的灾害性天气之一， 它造成的灾害也是较常见的， 特别是一些特大暴雨， 虽然发生的概率相对较小， 但其发生时所造成的破坏则是毁灭性的，尤其对于水电站等而言强降水导致的特大洪水被视为水电站安全的第一威胁。在水电站设计中，若是一等大（I）型工程采用的坝型为当地材料坝，按照规范，应采用可能最大洪水作为校核洪水标准。目前推求可能最大洪水主要采用水文气象途径，即先分析电站可能最大降水，然后按照产汇流方法推流得到可能最大洪水。其中可能最大降水分析主要依据的是流域内及邻近地区的暴雨资料分析得到。可能最大降水的分析与暴雨特性密不可分。文章以澜沧江上游溜筒江水文站为界划定澜沧江上游流域，依据流域内外实测暴雨资料，分析总结流域暴雨特性，为古水水电站可能最大降水分析奠定基础。

1 流域概况

澜沧江是云南省6大水系之一，是一条重要的国际河流，位于东经94 °～102 °、北纬16 °～34 °之间，河流大体自北向南流，流域呈条带状，两头大，中间小，形似“哑铃”。流域上宽下窄，支流呈对称发育。北部与金沙江源头通天河相邻，西部与怒江相邻，东部与金沙江和红河相邻。

澜沧江发源于青藏高原唐古拉山北麓，源头为谷涌曲，在汇入支流扎纳曲后称扎曲。扎曲纳入左岸支流子曲后于昌都汇合右岸支流昂曲后始称澜沧江，流经西藏进入云南，于云南南部西双版纳州流出国境。出国后称湄公河，流经缅甸、老挝、泰国、柬埔寨、越南等国后，在越南南部汇入南中国海。（见图1）

流域内自然地理条件差异较大，按水文条件大致分为3个地域，溜筒江水文站以上为上游区，位于青藏高原东南部，平均海拔高4 500 m，区内除险峻高大的雪峰外，地形起伏较和缓，河谷宽坦，水流平缓。溜筒江水文站至戛旧水文站之间为中游区，上游区中游区位于横断山纵谷区，两岸山岭受河流强烈切割成深谷，山脉间诸河（金沙江、澜沧江、怒江）平行南下，形成“三江并流”景观，平均海拔高2 520 m。戛旧水文站至国境为下游区，纵贯云贵高原西部，地势自北向南逐渐降低，水系发育，平均海拔1 540 m。

澜沧江流域总体属于西南季风气候，流域北部为非季风区，但全流域均具有显著的干、湿二季。水汽来源主要是西南暖湿气流。一般5月至10月为雨季，11月至翌年4月为干季。由于澜沧江纵跨13个纬度，在地区和垂直方向上气候有明显差异。上、中、下游可大致对应于3个气候区。上游为低温少雨的青藏高原高寒气候区。该区大部分处于青藏高原高海拔地区，其纬度约在北纬29 °～34 °之间，是西风带冷空气容易影响的地带。冬季受冷空气的影响和高海拔地区强烈的辐射降温作用，极端最低气温可降至零下30℃以下。多年平均气温0 ℃～8 ℃，最高气温26 ℃～33 ℃，最低气温-19 ℃～-33 ℃。中游为立体气候显著的寒带至亚热带过渡性气候区。孟加拉湾丰沛的暖湿空气容易由偏南或西南气流沿横断山谷地区向北输送到中游地带，使该地区能常年保持湿润。同时岭谷相间，相对高差可达3 000 m以上的地形地貌和特殊的山系分布使其气温和降水量的垂直变化非常明显。这一地区的气候包含了亚热带、温带到寒带的多种气候类型，立体气候显著。在“三江并流”区的狭窄区段，由于水汽入流断面变窄，流速加大，单位面积的水汽通量增大，从而导致该区域降水量大。下游为高温湿润的亚热带气候区。海拔高度要低得多，降水以液态降水为主，量级较上、中游大。

从整个流域看，降水和气温均由北往南随纬度降低而递增。但在同一地区不同海拔高度的气候变化较大，降水量还受到水汽来源的迎风坡、背风坡的地形影响。水面蒸发量全流域差别较小。

2 基本资料

文章主要针对澜沧江上游流域分析其暴雨洪水特性。收集有澜沧江上游流域及其邻近地区自建站以来至2010年共计43个站点的逐日降水资料，其中气象站23个、水文站及雨量站共计20个站点。流域内站点8个，平均站点密度为10 463 km2/站。站点分布情况如图2所示。

3 暴雨特性分析

由于澜沧江上游流域处于青藏高原东部腹地的高海拔地区，各雨量站单日降水强度较小，超过气象行业标准中暴雨标准（日降水量≥50 mm）的情况很少，因此针对流域降水特性，分析流域强降水采用大雨以上（日降水量≥25 mm）和中雨以上（日降水量≥10 mm）两个统计量描述流域的强降水。流域暴雨及强降水的主要特点是：暴雨及强降水时间分布集中，历时长，雨强较小，连续降雨过程多，降雨面积较广，暴雨中心分布不均。流域暴雨及强降水与洪水发生具有较好的对应关系，并且雨-洪响应时间长，洪水起涨平缓等特点。

3.1 强降水的季节特征

流域地处青藏高原，仅南部少数地区为季风控制区，大部分地区属季风边缘带控制区，北部为非季风区。季风边缘带控制区的天气气候背景比季风控制区及非季风控制区均复杂。虽然流域并非全部为季风区，但仍然可以将流域按降水的季节特征分为干季、雨季：每年5～10月初流域受季风、季风边缘带和地球季节变化的影响，水汽充沛，降水集中，容易出现强降水，因此这段时间为流域的雨季；11月至次年4月流域受西风带控制，水汽较少，降水也少，因此这段时间为流域的干季。

根据流域及周边地区43个代表站资料统计，流域多年平均降水量为509 mm，年降水量最多的站点是类乌齐，为609 mm，最少的是溜筒江，为392 mm。流域年降水有着明显的年际变化。多雨年年降水量可以超过600 mm，最多的为1998年达到612 mm；少雨年年降水量不到400 mm，最少的1987年仅为365 mm。流域降水量季节变化明显，年内分配不均匀，其中夏季多年平均降水为300 mm，占流域全年降水量的59%；其次为春季，多年平均降水量为97 mm，占全年降水量的19%；再次为秋季，多年平均降水量为87 mm，占全年降水量的17%；降水量最少的是冬季，多年平均降水量为25 mm，占全年降水量的5%。

根据统计成果，分析得到流域暴雨及强降水季节特征如下。

（1）流域暴雨、强降水以及极端降水主要出现在6～8月，但其他月份（如：3月、4月、5月和10月）也会出现暴雨以及极端降水，如溜筒江站日降水历史极值44.2 mm，出现在1994年3月21日；德钦站历史极值64.5 mm，出现在2008年10月27日。流域盛夏季节出现的暴雨或降水强度随纬度由北向南呈增大趋势，这与地形在此段迅速升高有直接关系。统计结果显示流域内很少出现暴雨以上强降水，日降水历史极值超过50 mm的站点有15个，日降水历史极值在40～49 mm之间的站点有19个，日降水历史极值低于40 mm的站点有5个，其中下拉秀、若巴、阿东和布村等站由于资料系列较短，故没有分析历史极值的强降水值。（见表1）

（2）由于流域所处的地理位置和天气气候特征制约，在冬季（11月、12月、1月）流域降水很少，暴雨及强降水在这一时段不会出现。

（3）流域内站点的观测资料统计显示未出现过大暴雨（日降水≥100 mm），这与流域地理位置、地形及与天气环流配置有着密切联系。但值得注意的是流域的毗邻地区出现过大暴雨，如流域西南侧的察隅、丙中洛和贡山均出现过大暴雨降水事件。

（4）流域一次降雨过程，一般为2～5 d，夏季长历时降雨往往由几次降雨过程组合而成，因而降雨历时较长，降雨过程呈多峰型。

3.2 强降水的地区分布特征

澜沧江上游流域多年平均降水量、最大1日、3日降水量等值线见图3、图4。

从多年平均降水量等值线图上可以看出，流域降水总体存在由北向南逐渐递增的特征，但空间分布差异还是较大，存在着降水分布的复杂性和特殊性。流域不同地区年降水在350～625 mm之间，其中最多的地区位于类乌齐（多年平均年降水为609 mm）一带。类乌齐以北的囊谦年降水为536 mm，杂多年降水为533 mm，至治多年降水减少到411 mm。类乌齐以南为少雨区，多年平均年降水在400～500 mm之间，其中昌都年降水为482 mm，流域外西南侧嘉玉桥年降水为386 mm。流域次多雨区主要分布在察隅、芒康一带。多年平均年降水500～550 mm。流域南部是流域内降水最少的地区，年降水为350～500 mm，溜筒江年降水仅为392 mm，德荣年降水仅为337 mm。从同一纬度的察隅-溜筒江-德荣年降水变化可见，降水呈自西向东的经向减少趋势，这与流域处于纵向岭谷地区受多条纵向山脉阻隔水汽，同时阻碍降水系统生成发展有着直接联系。

从多年平均最大1日、3日降水量等值线图上可以看出流域主要有两个暴雨中心，分别为昌都-类乌齐-丁青和芒康-左贡-溜筒江。类乌齐多年平均最大1日为29.7 mm，历史最大1日降水为50.2 mm。溜筒江多年平均最大1日为27.7 mm，历史最大1日降水为44.2 mm。由于阿东资料年限仅为9年，考虑气候值统计至少为20年以上才有意义，因此在图中未标注，但特别值得注意的是阿东站9年的资料长度内即已出现了108.0 mm（1984年7月27日）的大暴雨强降水事件，表明流域南部毗邻区域有出现大暴雨等强降水事件的可能性。

从流域及周边地区大雨和中雨以上降水频次（图5）可见，流域主要存在两个暴雨及强降水中心（大雨以上频次≥1.0次/年，中雨以上频次≥16次/年），分别位于昌都-类乌齐-丁青一带和左贡-芒康-溜筒江一带，即就流域范围而言，这两个地区较易出现暴雨或强降水。

从流域多年平均最大1日、最大3日降水分布图与流域强降水频次分布图可见，两者分布区是大体一致的，这说明流域强降水的发生地具有频次与强度的一致性，反映出流域强降水分布具有较好的稳定性。

由于澜沧江上游流域地势复杂，降水面上分布不均，且强降水发生时对应的下垫面条件不尽相同，以致溜筒江以上部分强降水与洪水不完全相应。如1970年7月18日这场洪水其洪峰流量为5 280 m3/s，居实测第1位，但其对应的12日流域平均降水为83.2 mm，居实测第9位。

4 暴雨特性分析结论

澜沧江上游地处青藏高原东部腹地的高海拔地区，气候高寒，低温少雨。由于其海拔高度大都位于雪线以上，水汽条件较差，年降水量普遍偏少。高程在5 000 m以上的高山有积雪冰川。该区多年平均降水量在390～610 mm之间，单点一日最大降水量为50.2 mm（类乌齐气象站，2006年6月28日），极少出现暴雨以上强降水。流域年降水年际、年内变化较明显。冬春季节降水较少，夏秋季节降水相对较多。流域暴雨、强降水以及极端降水主要出现在6～8月，但其他月份也会出现暴雨以及极端降水。流域盛夏季节出现的暴雨或降水强度随纬度由北向南呈增大趋势。流域一次降雨过程，一般为2～5 d，夏季长历时降雨往往由几次降雨过程组合而成，因而降雨历时较长，降雨过程呈多峰型。

流域降水总体存在由北向南逐渐递增的特征，但空间分布差异还是较大，存在着降水分布的复杂性和特殊性。流域主要有两个暴雨中心，分别为昌都-类乌齐-丁青和芒康-左贡-溜筒江。由于澜沧江上游流域地势复杂，降水面上分布不均，且强降水发生时对应的下垫面条件不尽相同，以致溜筒江以上部分强降水与洪水不完全相应。

5 结语

澜沧江纵跨13个纬度，流域内自然地理条件差异较大，以溜筒江水文站为界的澜沧江上游流域，地处青藏高原，气候高寒，低温少雨。文章以澜沧江上游古水水电站可能最大洪水专题研究项目为依托，根据澜沧江上游流域内外43个水文气象站点的资料，通过对多年平均降水量、最大1日、3日暴雨量以及大雨、中雨发生频次的分析，总结得到澜沧江上游流域暴雨的季节特征和地区分布特征。成果为古水水电站可能最大降水估算奠定了基础，提供了依据。

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