吉林丰满水电站大坝全面治理工程对雾凇景观的影响 4页

20l1年11月吉林师范大学学报(自然科学版)No．4第4期JournalofJilinNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Nov．20ll吉林丰满水电站大坝全面治理工程对雾凇景观的影响范秀娟，李晓东，曲婷婷2(1．吉林省吉林市气象局，吉林吉林132011；2．吉林师范大学生态环境研究所，吉林四平136000)摘要：根据19512009吉林市城郊气象站资料，分析了松花江吉林市段地理条件、水文、气象条件与雾凇形成的关系．论述了丰满水库大坝向下移址120米重建，按设计建成后新坝的出水口高度抬高，导致水库冬季出水口水温降低，直接影响雾凇景观．关键词：吉林雾凇；形成条件；丰满大坝重建中图分类号：F590．31文献标识码：A文章编号：1674．3873一(2011)04—0119—03吉林丰满水电站大坝位于松花江中游，始建于1937年，坝长1080m、高921TI，拦截松花江形成松花湖，库容1．08×10mm3，面积550(km)．丰满发电厂是我国第一座大型水力发电厂，装机100万千瓦．吉林市及松花湖气候类型属于温带大陆型季节气候．具有春季少雨干燥、夏季温热多雨、秋季凉爽多晴、冬季漫长而寒冷的特点．年平均气温4．5"C，最冷月一月平均气温一17一一18℃．吉林雾凇的形成与吉林市地处北国的气候条件和丰满水电站大坝拦松花江形成的松花湖有直接的关系．2011年丰满水电站大坝将开始进行向下移址120m重建．本文分析了新大坝按设计建成对雾凇景观产生的影响．1吉林市雾凇形成的地理条件吉林市位于长白山向松辽平原的过渡地带，城区坐落于开阔平坦的松花江河谷盆地．周围被峰峦起伏连绵不断的低山丘陵所环绕，海拔一般在200～400na．隆冬不封冻的松花江纵贯市区，沿江树木成林，这样的条件在白天“谷风”和夜间“山风”叠加作用下，既有利于辐射降温，又有利于冷空气在群山环抱的丘陵、河谷堆积，是形成吉林雾凇得天独厚的地理条件l_1J．1959年至2009年吉林市年平均雾凇天数为24．5日．其中1月为9．6日、2月为6．1日、3月为1．3Et、11月为2．113、12月为5．4日．吉林市冬季一般始于10月中旬、终于次年4月，长达半年；根据对雾凇的统计，气温在一2O26℃以下时多数能形成雾凇，这一条件在吉林市冬季有60～70天_2j．从吉林市区溯松花江而上15km是丰满水电站．冬季江水通过水轮机组出口流出的水仍有4~C，松花江从丰满电站大坝到吉林市区的下游出现了70公里的不封冻的松花江面．不封冻的江面源源不断的蒸发水汽在这局部地区形成了独特的小气候，是形成吉林雾凇的关键条件．因为不封冻的江面与其上空温差达30％，是封冻江面或路面与其温差5qC的6倍．不封冻的江面与其上空的水汽压差7．9hPa．是封冻江面(或陆面)与其上空的水汽压差0．44hPa的18倍．这就是江面大量蒸发水汽源源不断的原因所在l_3J．经计算吉林城郊气象站1951—2009年冬季平均日较差为13．1cC．多数时间气温日较差为15—18℃．这极易使空气饱和并增多水汽凝结或凝华的量l_4J．2吉林雾凇形成的主要气象条件统计1951～2009年吉林市城郊气象站雾凇日数、逐日08时气温、风向、风速、相对湿度资料．19801995年329次电线积冰观测资料；1995～2009年吉林市水文站逐13气温资料，丰满水库1951～2009年逐13下泄水量资料等．收稿日期：2011—09—08基金项目：吉林省科技发展计划重点项目(20100213)第一作者简介：范秀娟(1963．)，女，吉林省吉林市人，现为吉林市气象局雷电防护中心工程师．研究方向：气象灾害与防御．·1l9·万方数据n2．1雾凇形成的温度条件统计1951～2009年吉林市城郊气象站雾凇日数、逐日08时气温资料，见表1．．表1不同气温等级下雾凇出现的次数、频率从表1可以看出，气温在一25一3O℃范围内雾凇出现的频率最大为53％，在．3O℃以下雾凇出现的频率次之为46％，气温在一25～一30％范围内雾凇出现的频率为36％．其他气温等级范围内雾凇出现的频率较小．结论为气温在．2&C以下出现雾凇的概率大，是雾凇出现较适宜的温度范围[．2．2雾凇形成的湿度条件统计1951～2009年吉林市城郊气象站雾凇日数和逐日相对湿度资料，见表2．表2不同湿度等级下雾凇出现的次数、频率从表2看出相对湿度i>80％和≥9o％雾凇出现的频率均为29％，相对湿度≥70％雾凇出现频率为15％．由此得出相对湿度在80％以上最易形成雾凇，小于7O％则出现雾凇频率很小．2．3风向风速对雾凇形成的影响统计19512009年吉林市城郊气象站雾凇日数与风向、风速资料，见表3．表3不同风速等级下雾凇出现次数从表3中看出静风时雾凇出现的频率最大为34％，其次风速≤1m／s时频率为27％，风速≤2m／s时频率为11％，其他风速等级雾凇出现的频率很小．可见静风和风速≤1m／s的微风雾凇出现的频率最大，但经统计雾凇的强度与风速的关系不大．2．4松花江水流量对雾凇的影响统计1951—2009年吉林市城郊气象站雾凇日数与丰满水库1951—2009年逐日下泄水量资料，见表4表4不同流量等级下雾凇出现次数从表4可以看出流量在200—400m3／s时雾凇出现的次数最多，占总出现次数的50％，能够满足现有雾凇景观出现的基本流量即为大于200m3／s，另经统计在其他条件都满足的情况下雾凇的强度与流量的关系并不是很密切．2．5松花江吉林市段水温对雾凇的影响吉林市水文站距离丰满水电站大坝17km，距吉林城郊气象站大约20km，以1995～2009年共15年11月到次年3月吉林市水文站逐日水温资料，统计逐日水温、气温、相对湿度、风速及水温差与雾凇形成的关系，有雾凇时气温比无雾凇时平均低9．9℃，水温差平均高8．3~C、相对湿度平均大12％、平均风速小于1．69m／S．；有雾凇时河道水温要比无雾凇时平均略偏低1．3qC，这可能是无雾凇时气温较高，所以，气温和水温都较高的缘故．总之，适宜水温在有雾凇的平均值1．7℃左右，其他气象条件适宜就可以形成雾凇[引，见表5表5吉林市城郊气象站雾凇与水温、气温、水气温差、相对湿度和风速的关系·12O-万方数据n3水库大坝移址工程对雾凇形成的影响自从丰满大坝建成后，由于冬季的水温、地貌和大的气候背景没有大的变化．这期间雾凇形成基本上是由气象条件决定的，即气温在一20℃以下、相对湿度大于80％左右和风速≤lm／s的条件下极易形成雾凇景观．水库大坝移址重建对于吉林雾凇形成的气象条件不会产生影响，但重建大坝出水口高度抬高，因冬季水库底层温度高、上层温度低．所以可能导致水库出水口水温降低，使松花江河道水温有可能降低．从雾凇的出现与水文条件的关系来看，流经吉林市水文站的水温大于0c【=，最冷月水温在1．7℃左右，如果不具备这个基本条件，下游江面如提前结冰，江面水汽减少，松花江面上空空气湿度将降低，当相对湿度降低到70％以下，雾凇形成的概率降低，雾凇的形成和美观程度可能受到一定影响．4结语(1)冬季较低气温，基本水温在0℃以上，适宜水温在1．7℃左右．不封冻的江水提供源源不断而充足的水汽，晴空微风和较强的辐射降温及得天独厚的地理条件利于吉林雾凇形成．(2)丰满水库大坝向下移址重建，按设计建成后，水库的出水口高度抬高，可能导致水库出水口水温降低，吉林市松花江段河道的水温随之降低，江面提前结冰，江面水汽来源减少，松花江面上空空气湿度将降低，如果相对湿度降低到70％以下，则影响吉林市雾凇的形成．参考文献[1]罗汉民，等．气候学[M]．北京：气象出版社，1980．[2]成都气象学院．气象学[M]．北京：农业出版社，1979．[3]吴有训，陈健武，杨保桂．黄山冬季气温分类及雪、雨淞和雾淞的气候分析[J]．气象学报，2000，58(3)：376～384[4]王炎，郝兰春，康杜红，等．泰山雾淞形成的气象条件[J]．河北农业科学，20o9，13(11)：161～163．InfluenceofRimeLandscapeCausedbytheComprehensiveTreatmentProjectofFengmanDamFANXiu-juan，XJao—dong，QUTing-ting(1．JilincityMeteomlogic~Bureau，Jilin132011，China；2．JilinNormalUniversity，InstituteofEeo-envimnrnent，Siping136000，China)Abstract：Basedon1951—2009Jilincitysuburbweatherstationdata，analysesthegeographical，hydrological，meteo-mlo百calconditioninJilincityofSonghuaRiverandtheformationofrime．Discussesthedownsite120mredevelop—mentoffengmanreservoirdam，accordingtothedesignafterthecompletionofnewdamoutletheightofelevation，causeareductioninreservoiroutletwatertemperatureinwinter，directlyaffectingrimelandscape．Keywords：Jilinrime；formingconditions；reconstructionoffengmandam·121·万方数据n吉林丰满水电站大坝全面治理工程对雾凇景观的影响作者：范秀娟，李晓东，曲婷婷作者单位：范秀娟,李晓东(吉林省吉林市气象局,吉林吉林,132011)，曲婷婷(吉林师范大学生态环境研究所,吉林四平,136000)刊名：吉林师范大学学报：自然科学版英文刊名：JilinNormalUniversityJournal:NaturalScienceEdition年，卷(期)：2011,32(4)参考文献(4条)1.罗汉民气候学19802.成都气象学院气象学19793.吴有训;陈健武;杨保桂黄山冬季气温分类及雪、雨淞和雾淞的气候分析[期刊论文]-气象学报2000(03)4.王炎;郝兰春;康杜红泰山雾淞形成的气象条件[期刊论文]-河北农业科学2009(11)本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_slxk-zrkx201104037.aspx