气候背景分析

四、溪洛渡水电站截流期（10～12月）气候背景分析

溪洛渡坝区地处金沙江下游，属于中亚热带半干旱区。由于受季风的影响，干湿季分明，雨季一般为5月到10月，干季为11月到次年4月，雨季降雨多而集中，降水占全年的80％～90％，且多单点性、突发性的大雨、暴雨、雷暴等灾害性天气；干季降水稀少，降水只占全年的10％～20％。全年气候特征可概括为：①雨热同季，夏季炎热多雨，冬季相对寒冷干燥；②四季较为分明，冬春季长于夏秋季，冬长夏短。截流期（10～12月）多年平均降水量分别为：10月36.9mm，11月14.3mm，12月3.7mm。

1.气　温

（1）10～12月最低气温≤0℃和≤4℃的最长连续日数

气温是表征某地气候特征最重要的气候要素之一，在施工期间出现高温和低温，都会不同程度地影响工程的进程和质量。10～12月影响施工主要是低温或强降温。

（2）10～12月最低气温≤0℃和≤4℃的最长连续日数

日最低气温≤0℃的日数称为低温日数。溪洛渡坝区低温出现在12～3月，虽然日数不多，但随着气候变化的影响，极端天气气候事件增多，此时段内低气温对施工的影响不容忽视。根据《混凝土结构工程施工及验收规范》规定，当日平均气温连续5天稳定低于5℃时，会对施工产生不利影响，应采取冬季施工措施；当气温在4℃以下时，混凝土的水化作用将十分缓慢；当气温降至0℃以下时，水化作用基本停滞，这两种情况最终都会减弱混凝土的强度。而最低气温≤4℃的日数10～4月都可能出现。

表9.2　　　　永善10～12月日最低气温≤0℃、≤4℃和≤5℃的平均天数及保证率

统计结果表明：永善10月和11月未出现过日最低气温≤0℃的低温天气，截流期（10～12月）低温日数主要集中在12月份（表9.2）。12月日最低气温≤0℃的低温天气最长连续日数是4天，出现在1975年12月12～15日（过程最低气温－3.5℃）和1991年12月27～30日（过程最低气温－2.8℃）。10月≤4℃和≤5℃的低温天气只出现过1天（1986年10月29日，过程最低气温3.3℃）；11月≤4℃的低温天气最长连续日数是3天（2000年11月19～21日，过程最低温度3.2℃），12月≤4℃的低温天气最长连续日数是14天，出现在1975年10月9～22日（过程最低温度－3.5℃）和1984年12月18～31日（过程最低温度－0.6℃）。11月≤5℃的低温天气最长连续日数是8天（1976年11月16～23日，过程最低气温2.6℃），12月则为20天，出现在1974年12月9～28日（过程最低温度0.4℃）。可见，≤0℃的最长连续日数和≤4℃的最长连续日数均出现在12月，如将截流工程安排在11月底以前，则可避免或减缓低温对工程的影响。

从截流期低温日数的年际变化统计可知，10月、11月永善未出现过日最低气温≤0℃的低温天气，12月日最低气温≤0℃的低温天气主要出现在20世纪90年代以前，2000年以后未出现过。日最低气温≤4℃的低温天气10月仅在气候偏冷时期的1986年出现过1次，在最近20年随全球气候变暖10月未出现过；11月日最低气温≤4℃的低温天气在20世纪六七十年代稍多，80年代后稳定在每10年出现3天左右，最近两年没有出现；12月日最低气温≤4℃的低温天气每10年稳定在50余天，其中以80年代较多，达到68天，最近两年出现了8天。

（3）10～12月期间的强降温过程

气温在短时期内急剧下降，即所谓强降温过程，对施工的影响尤其严重。这里结合施工气象保障服务的规定，将24小时以内日平均气温下降5℃以上、48小时以内日平均气温下降6℃以上、72小时以内日平均气温下降8℃以上的过程称为强降温过程。按此标准普查历年10～12月日平均气温记录，各月强降温过程如图9.14所示。

由图可知，46年里10～12月份均有强降温过程出现，从气候概率来看，强降温天气在永善来说是概率较小的气候事件。其中出现48小时降温达6℃以上的概率大于24小时降温5℃以上和72小时降温8℃以上。强降温过程容易出现在季节转换的10～11月。

10月份强降温过程以70～90年代居多（图9.14）。11月份的强降温过程出现两个高峰期，一是60～70年代，其次是最近10多年（90年代以后），最近两年共出现4次（平均每年2次）。

图9.14　永善10～12月强降温过程发生的气候概率统计

2.降　水

工程进度和质量对天气的要求较高，强度较大和历时较久的降水，不仅造成道路泥泞、车辆堵陷，同时能造成被挖土方积水，混凝土遭受雨水冲刷后，质量严重下降。因此，降水对工程进度和质量有较大影响。

（1）10～12月最长连续降水日数和最长连续无降水日数

气象上规定日降水量≥0.1mm为降水日；反之，日降水量不足0.1mm称为无降水日。显然，连续降水日数越长对施工越不利，连续无降水日数越长对施工越有利。统计表明（表略），10～12月不论连续降水期或连续无降水期，年际变率相当大。最长连续降水日数11天，出现在1994年10月1～11日，最短连续降水日数2天，出现在1996年10月18～19日；最长连续无降水日数34天，出现在2005年11月20日～12月31日，最短连续无降水日数7天，出现在2005年11月20日～12月6日。从历史资料分析，11到12月最长连续降水日数不超过3天。10月最长连续降水日数平均为5.2天，最长连续降水日数≤7天的保证率为85％。最近两年10月分别最长连续降水日数分别为4天和8天。

（2）10～12月各级降雨气候概率

日降水量≥50.0mm的日数称暴雨日数；25.0mm≤日雨量＜50.0mm的日数称为大雨日数。10～12月各级降雨气候概率统计结果（表略）可看出：有雨概率从10月到12月快速减少，10月份54.5％，11月25.4％，12月降水稀少，只有10.5％。10～12月坝区出现5.0mm≤日雨量＜10.0mm降水的概率分别只有8.8％、3.0％、0.4％；出现中雨（10.0mm≤日雨量＜25.0mm）的概率很小，10月、11月分别为2.8％、0.7％，12月无中雨以上量级的降水；10～12月无大雨和暴雨发生。

最近两年的10～12月共出现过3次中雨：2006年10月4日、10月12日、11月5日。从10～12月降雨气候概率的年代际变化（图9.15）可见：10月降雨气候概率在20世纪60年代到70年代，90年代较大，80年代和2000年以后相对较小些，最近两年的降雨概率比历史平均值大。11月降雨概率较大的时期是在70年代，其余时期相对稳定，最近两年的降雨概率也比历史均值大。12月的降雨气候概率在2000年以后变小，最近两年低于历史均值。

图9.15　永善10～12月永善降水气候概率的年代际变化统计

（3）永善雨季结束日期

该地区雨季平均自5月中旬末开始，至10月上旬（自9月21日算起第4候）结束。雨季结束期最早在9月下旬，最晚在11月中旬末（图9.16），图中粗实线为永善雨季结束期的5年滑动平均曲线，可见，永善雨季结束期在20世纪80年代以前以偏晚为主要特征，而90年代后总体是正常到偏早的趋势。根据曲线图的趋势演变可以看出，2007年雨季结束期应为正常到偏早，在10月中旬以前结束。故截流期安排在11月中旬以后可确保不受雨季的影响。永善雨季最早从4月下旬开始，故围堰后期工程至少有4个月不受雨季影响。

3.风向风速

截流施工时用缆机平台进行混凝土浇铸，风向风速影响较大，了解坝区风向风速的气候背景就尤显重要。分析表明：①永善站10～12月平均风速不大，各月以东风（E）为最高频率；②历史上最大风速出现在12月，11月次之，10月最小。因此，在此时段内风不会对施工造成重大影响。但本区地处河谷区域，位于坝区山顶的永善站常年盛行偏东风，而随海拔降低，在地形的“狭管效应”和山谷风等影响下，容易出现局地性的风场，通过最近两年永善和坝区中尺度气象监测站网资料分析可知，山腰和沟底的风速和风向与山顶的差异较大，山腰和沟底为偏南风（东南风和西南风），平均风速沟底比山顶大2.0m/s左右，而极大风速沟底有时比山顶大2～3级以上。

图9.16　永善1961～2006年雨季结束期曲线图（注：粗实线为5年滑动平均曲线）

4.10～12月重要天气现象

截流期间（10～12月）永善地区可能出现的低能见度、低温、雷暴、大风、冰雹等天气，将对工程施工造成明显影响。在此，对影响施工的若干天气现象进行了详细分析，详见表9.3。

表9.3　　　　　　　　永善1961～2006年主要天气现象统计

（1）低能见度天气现象

轻雾可使能见度小于10km，雾则使能见度小于1km。该地区轻雾较多见，10～12月呈逐月增多的趋势，10～12月平均每年有19个轻雾日，个别年份多达35天。而雾出现的概率比轻雾小得多，且多出现在10月，11、12月极少出现，10～12月平均每年出现3～4次，少数年份多达8天。如将截流施工安排在10月之后，则可大大避免大雾天气对施工造成的影响。最近两年10～12月的雾日分别是5天、0天和1天。

（2）与低温关联的天气现象

降雪和结冰与气温降低密切相关，这两种天气现象大多发生在12月，10月未曾出现，11月也较为罕见。如将截流施工安排在11月之前，则可大大避免冰雪天气对交通运输造成的困难。

（3）雷暴、大风和冰雹

雷鸣电闪，狂风大作，不但可以摧毁建筑物，而且危及施工人员的人身安全。10～12月永善站未出现过冰雹。10～12月期间，雷暴日数按月递减，12月极少出现。终雷平均日期在10月上旬，最晚出现在12月28日。10～12月灾害性大风日数出现的频数少，但由于地形的原因，不能忽视一般性大风天气对施工造成的影响。最近3年10～12月未出现雷暴、冰雹和灾害性大风天气。

5.小　结

（1）溪洛渡坝区12月至次年3月有可能出现日最低气温≤0℃的低温天气。最低气温≤4℃的日数10～4月都可能出现。≤4℃的最长连续日数和≤0℃的最长连续日数均出现在12月。10～12月份均有强降温过程出现，但属概率较小的气候事件。其中出现48小时降温达6℃以上的概率大于24小时降温5℃以上和72小时降温8℃以上出现的概率。强降温过程容易出现在季节转换的10～11月。

（2）10～12月，连续降水期或连续无降水期的年际变率都相当大，最长连续降水日数11天，出现在1994年10月1～11日，最长连续无降水日数34天，出现在2005年11月20日～12月31日。10～12月无大雨和暴雨发生，其中12月无中雨（10mm≤日降水量≤24.9mm）以上量级的降水。雨日在10月份不足50％，且由10到12月快速减少，尤其是12月，降水稀少。该地区雨季自5月中旬末开始，至10月上旬结束。

（3）本区地处河谷区域，处于坝区山顶的永善站常年盛行偏东风，而随海拔降低，在地形的“狭管效应”和山谷风等影响下，容易出现局地性的风场，分析表明：山腰和沟底的风速和风向与山顶的风向风速差异较大，山腰和沟底为偏南风（东南风和西南风），平均风速沟底比山顶大2.0m/s左右，而极大风速沟底有时比山顶大2～3级以上。

（4）该地区轻雾较多见，10～12月呈逐月增多的趋势，10～12月平均每年有19个轻雾日，个别年份多达35天；而雾出现的概率比轻雾小得多，且多出现在10月，11、12月极少出现，10～12月平均每年出现3～4次，少数年份多达8天。降雪和结冰大多发生在12月，10月未曾出现，11月也较为罕见。10～12月永善站未出现过冰雹。10～12月期间，雷暴日数按月递减，12月极少出现。终雷平均日期在10月上旬，最晚出现在12月28日。10～12月灾害性大风日数出现的频数少，但由于地形的原因，不能忽视一般性大风天气对施工造成的。