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1、神农架林区水文气象特征潘晓斌摘 要：分析了神农架林区的自然地理概况及气象、降水、蒸发、径流、暴雨、和水资源等水文气象特性。关键词：水文地理 水文要素 气象特性 水文特性 神农架林区1 自然地理概况神农架林区位于湖北省西北边陲，地处北纬 31153157，东经 1095611058。西与重庆市巫山、巫溪县相邻，北接十堰市的竹山、房县，东连襄樊市的保康县，南濒宜昌市的兴山县和鄂西土家族自治州的巴东县，自然面积 3225km2。神农架林区地形复杂，高低相差悬殊，西南高东北低。西南部为高山区，东北部为低山区，沿河地带多为冲积平坝谷地。最高处神农顶海拔 3105.4m，雄踞华中，崔嵬入云，堪称“华中第一
2、峰”。最低处石柱河海拔 398m，高差 2707.4m，平均海拔 1700m，神农架 84的地区海拔在 1200m 以上，有“华中屋脊”之称。神农架林区山高水长，水系发育多呈不对称的树枝状。神农架主峰山岭由西向东连成神农架山脉，山脉南坡属长江流域，北坡属汉水流域，坡度一般为3050 度。汉水支流南河、堵河发源于山脉北坡，长江支流香溪河、沿渡河（神农溪）发源于山脉南坡。全区有大小溪流 317 条，其中 501000km2 的河流14 条，1000km2 以上的河流 1 条。河流均发源于本区境内，属高山河流，以大、小神农架为中心呈扇形放射状向外奔流，河流下切强烈，河床比降大，水能资源丰富。林区地层
3、出露较全，除上志留统石炭系外，元古界至第四系多有分布，尤以上前寒武系及下古生界最为发育，神农架群属中元古界，由轻微变质的白云岩、砂岩、砾岩、千枚岩、玄武质火山岩等组成。土壤主要有黄棕壤、山地棕壤和灰棕壤组成，随海拔高度呈垂直崐地带分布。素有天然植物园之称的神农架，是我国东南与西北植被的过渡带，植被种类达 2000 余种，有针叶林、阔叶林、竹林、灌林、草丛和沼泽 6 个植被型，森林覆盖率为 68.5。 气象神农架林区气候属亚热带季风气候，受亚热带季风环流控制，一般温湿多雨、多云雾。但河谷、低山、中山、高山气候不同，由于境内山势高峻，溪谷深切，立体小气候十分明显，海拔每上升 100m,季节相差 3
4、4d。同一山体随海拔高度的不同，从河谷到山峰，可由暖温带过渡到温带到寒带，甚至因气候急剧变化，形成 6 月飞雪，呈现出“山脚盛夏山岭春，山麓艳秋山顶冰，赤橙黄绿四时有，春夏秋冬最难分”的奇妙气象。更为奇特的是神农架松柏镇 38km冰洞山的“夏日冰宫”，冬季洞中温暖如春，热气蒸腾；而盛夏时节，洞口昼夜结冰，冰帘、冰柱洁白如玉，入秋方化。境内多年平均气温 11.012.2，最冷月平均气温为5.83.6，极端最低气温21.2-8.5；最热月平均气温 21.226.5，极端最高气温达 36.440.5。年平均风速为 2.1m/s,无霜期 144241 天，多年平均日照率为 42，相对湿度为 7375。
5、 降水神农架林区降水量丰沛，多年平均降水量 1170.2mm。水汽主要由东南和西南方向补给本区。每年至月，集中全年降水量约 80左右，冬季受西伯利亚干冷气团控制，寒冷干燥，降水量偏少。受气候和地形影响，多年平均降水量呈地带性分布，并随高程增加变化明显，经分析海拔高度（H）和降水量（P）的关系很有规律。迎风坡，在海拔 400800m 之间，每上升 100m，降水量增加 40mm；在海拔 8001000m 之间，每上升 100m，降水量增加 45mm；在海拔 1000 1200m 之间，每上升 100m，降水量增加 55mm；在海拔 12001600m 之间，每上升 100m，降水量增加 65mm
6、。全区降水量由西南向东北递减，由山下向山上递增。降水量垂直最大差异达 1601mm，年平均降水量在 8001509.8mm，最大、最小年降水量相差 3.84倍。南侧迎风坡多年降水量在 130021700mm，而北坡在 8001500mm。多年平均降水量分布见图 1。图神农架林区多年平均降水量分布图降水量年内分配受大气环流和天气系统的制约，夏季多雨，冬季干旱。汛期 49 月，其降水量约占全年的 7080，13 月及 1012 月约占 3020，多年平均降水量连续 4 个月最大值出现在 69 月，正常年连续个月最大降水量占全年的 5070，其中 7 月最集中，多暴雨，且强度大。主要作物生长期连续
7、3 个月最少为 35 月，占全年的 2030。降水量年际变化较大，年降水量v 值在 0.170.23 之间，但也有个别小区v 值仅为 0.14，说明地带性规律中还有小气候影响之差别。全区主要雨量站多雨年与少雨年的倍比多在1.762.39 倍。最大年降水量发生在 1963 年的九湖坪站，年降水量达 2170.8mm，为林区之最，最小年降水量发生在 1997 年的阳日湾站，年降水量为 509.8mm，最大是最小的 4.26 倍。 蒸发林区蒸发观测一般采用口径为 20cm 蒸发皿及-601 型蒸发器，各种蒸发器（皿）的观测值都比天然水体的蒸发量偏大，口径越小的偏大越多。根据蒸发资料分析，我们将-60
8、1 与口径为 20cm 蒸发皿对比观测蒸发折算系数，全部换算为-601 型蒸发值，用以近似代替水体的水面蒸发量。根据 19561990 年间的实测资料计算，松柏站实测水面蒸发量如表。多年平均水面蒸发量全区以月最低，占年蒸发量的 3.4；月最大，占年蒸发量的 13.4。连续个月水面蒸发量以 68 月最大，占年量的 37.4，122 月最小，占年量的 11.2。陆地蒸发量包括土壤蒸发、植被蒸散发和陆面水体蒸发。除了受气候条件影响外，还与下垫面供水状况有关，故数值上比水面蒸发小。全区多年平均陆地蒸发量在 400500mm 之间。阳日湾、松柏一带为高值区，板桥、九湖坪一带为低值区。总趋势是西南部低，东
9、北部高。 暴雨 神农架林区暴雨主要集中在 79 月，其特点是暴雨多、量大、强度大，5、6 月也偶尔出现。区内大暴雨，大多是由于涡切变类型和亚热带环流气候控制所致。实测资料表明，林区九湖坪站最大 24 小时暴雨发生在 1983 年 9 月 8日，达 184.6mm，占年总量的 9.0；第二位是举人坪站，发生在 1987 年 7 月5 日，达 129.8mm，占年总量的 10.0。 径流神农架林区径流主要由降水形成。多年平均径流深为 772.2mm ，径流量为24.897 亿 m3，径流系数为 0.66。其中：堵河流域多年平均径流深为 805.0mm，南河流域为 614.0mm，香溪河流域为 85
10、0.1mm 沿渡河流域为 1 241.3mm。 总的分布趋势与多年平均降水量分布基本一致，径流量西南部向东北部递减。详见图。图 2 神农架林区多年平均径流深分布图径流量季节变化很大，49 月径流占年径流的 75.9，13 月及 1012月仅占年径流的 24.1。主要站径流量年内分配见表。说明：兴山站为境外邻近站。年径流的年际变化较大，年径流变差系数 CV 值在 0.260.34 之间，最大径流量与最小径流量倍比在 2.33.8 倍。 水资源7.1 地表水资源神农架林区总水量为 24.9 亿 m3，无过境客水资源，人均地表水资源占有量 3.16 万 m3，是全国人均占有量的 13.7 倍,亩均占
11、有水资源量 2.0 万 m3。林区年径流连续 5 个月（59)最大量，东北部占年径流量的 67.9，西南部占年径流量的 63.2。以丰枯水的年最大与最小水量比较，各流域比值在 3.534.80之间。全区年径流量以 1983 年 41.9 亿 m3 为最大，以 1966 年 10.7 亿 m3 为最小，最大值是最小值的 3.92 倍。7.2 地下水资源神农架林区地下水资源多年平均量为 8.4 亿 m3，地下水径流模数在 18.836.6 万 m3km2a，全区而言，香溪河、沿渡河地下水最丰富，而南河和堵河流域为低值区。本区地下水属裂隙岩溶水区，主要含水层为古生界和部分中生界地层，含水岩为碳酸盐类岩，山体部的地下水埋深在 100m 以下。7.3 水质神农架林区主要河流水质良好，地表水体中矿化度在 0.25gL0.35gL之间，总硬度在 104mg/L216mgL 之间，PH 值在 7.28.1 之间，属于碳酸盐钙组水。区内溪、河绝大部分未受污染，水质大都为地表水资源质量标准一级水。但在人类活动影响较大的局部河段，已有一定程度的污染出现，如青阳河松柏镇河段、铜镲沟河段和乐溪河阳日湾河段，受到了生活污水和工业废水的污染，氨氮和五日生化需氧量达到三级地表水资源质量标准。
