台风暴雨及其雨水资源对苏北旱情的缓解作用的研究

发布时间：2020-05-13 06:09

【摘要】：在我国的暴雨天气中,台风是最强的天气系统。江苏省地处长江中下游的南北气候过渡带,受季风气候影响,降水的季节和年际变化差异明显,旱涝交替频发,其中苏北地区是干旱和暴雨的频次高发区。我们选取一次典型的影响江苏地区的台风暴雨个例,利用统计、诊断、对比等方法分析台风暴雨过程的发生发展机制来了解降水空间分布特征,在此基础上通过定量化对比分析江苏历史气候特征和台风暴雨个例中降水资源的分配和再利用情况来探求雨水资源在实际应用中的价值。研究得到了一些有新意的结果：1.统计江苏省多年历史气候在干旱、降水以及径流方面的时空分布特征,为之后雨水资源的分配利用分析做铺垫。详细阐述降水产生后的陆地水循环基本过程：降水到达地表后,部分雨水被植物截留,剩余部分雨水对地表进行湿润和填洼入渗,入渗水在土壤中部分成土壤水和地下水,进而形成壤中流和地下径流。当入渗深度达到峰值后,降雨强度大于入渗强度地表径流开始迅速增加,过程中降水部分经过叶面蒸散或土面蒸发而散失到大气中。江苏省历史干旱、降水以及径流量的特征共性是都集中在江苏苏北地区,苏北地区是典型干旱区,干旱近年来有增多趋势,同时也是暴雨频次高发区和径流量大值区。2.对典型台风倒槽暴雨进行诊断分析,获得降水过程的空间分布特征、动力热力机制等大尺度背景场特征。挑选2012年第11号“海葵”台风影响江苏的台风暴雨个例,分析得出大暴雨过程分为两个不同发展阶段,两段大暴雨的影响系统不同、热力机制不同导致大暴雨落区、强度的不同。第一段大暴雨是出现在江苏沿江苏南地区的台风本体大暴雨。随着海葵台风在浙江登陆,台风东北象限东南低空急流携带强劲的海上暖湿气流伸至江苏南部,下层暖湿上层干冷的不稳定层结积聚了大量不稳定能量。第二段大暴雨是发生在江苏北部的台风倒槽大暴雨,是由于“海葵”台风向西北移动减弱进入安徽东南部,在西南季风的加强和台风倒槽东侧低空东南急流的汇合条件下为强降水提供丰富的水汽,而台风倒槽东侧低空急流携带的暖湿气流与高空槽后冷空气入侵的叠加作用,冷暖空气交汇触发了不稳定能量释放,激发了大暴雨过程的维持和增幅。整段大暴雨过程持续时间长、强度大,第二段比第一段大暴雨降水区域小、持续时间短,但大暴雨中心过程雨量和降水强度更大。高低空急流耦合作用和强垂直螺旋度柱是此次大暴雨过程的动力抬升机制。3.通过定量化对比江苏省历史气候分布与“海葵”台风强降水资源分配情况来进一步分析台风过程雨水资源对苏北干旱的缓解作用。对暴雨过程按量级大小分类,对比发现降水量大的区域与径流量和入渗量大的区域变化趋势一致,径流量在此次过程中所占比重和分布整体大于入渗量。接着以灌溉总渠为界将江苏干旱划分为淮北、苏中和苏南干旱。此次台风暴雨前期江苏大部分地区处于高温干旱,尤其是淮北地区旱情严重,对比降水过程中降水(径流)量值与江苏历史多年日降水量(径流量)的平均值可以看出,江苏苏北地区处于降水量和径流量差值大值区,当差值越大,对应降水量和径流量越大,则对该区域土壤的滋润程度就越大,因而定量化分析证实此次台风降水过程有效地缓解了苏北地区的前期干旱情况。对于径流量正值差值较大的区域,我们要考虑建立合理的降水收集装置并科学规划径流资源使用方式,从而最大程度地分配利用降水资源。
【图文】：

径流系数

图２．邋１城市化地区径流系数图逡逑１８逡逑

径流系数

图２．邋１城市化地区径流系数图逡逑１８逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.616

【参考文献】