(一)分布
福建属中、南亚热带海洋性季风气候,雨量充沛,多年平均降雨量在1100~2000毫米间,西部山区多于东部沿海,北部多于南部。全省多年平均降水量1670毫米,大部分转化为河川径流。全省多年平均年径流深变化多在500~1400毫米之间。平均年径流深为962毫米(仅次于台、粤,居全国第三位),平均年径流量1168亿立方米。闽江流域平均年径流量574亿立方米,占全省年径流量的49.1%。闽东诸河系是全省单位面积产水量最大的地区,达113.6万立方米/平方千米(全国最大的省份是台湾,达184.6万立方米/平方千米),而闽南沿海低丘、台地、平原地区还不到90万立方米/平方千米,是省内重点易旱片。径流量分布在地区上有一定规律性,一般随着流域高程增大而增大,高值区分布在各流域的上源地带,大体可分为闽北、闽东及闽南三大高值区,形似“品”字。
闽北高值区,位于闽江流域上源地带,年径流深大于1100毫米,以光泽县、武夷山市为中心,主要受武夷山脉影响,与江西资溪一带形成闭合区,在武夷山脉的主峰附近年径流深可达1962毫米,为全省最大值。
闽东北高值区,位于闽东北诸河上源地带,年径流深大于1100毫米,以柘荣、周宁、寿宁、宁德为中心,主要受鹫峰山和太姥山的相互影响,与浙江泰顺一带形成闭合区,年径流深最大值可达1618毫米。
闽南高值区,年径流深大于1000毫米,以德化、连城罗胜、漳平梅营为中心,主要受戴云山一博平岭山脉影响。年径流深最大值可达1573毫米,该区位于晋江、九龙江流域上源地带。
纵观本省年径流深的分布,呈现两起两伏,与马鞍状地形横剖面相一致,闽西大山带和闽中大山带的迎风坡是本省径流最丰富的地区,年径深大于1000毫米。其次是处在两大山带间的长廊状盆谷地带,它位于戴云山脉的背风面,年径流深多在800~900毫米,属中值区。沿海地区为低值区,年径流深大部分小于700毫米,等值线走向与海岸线平行,为福建少雨地带。全省年径流深的空间分布似马鞍型。
闽江河口和九龙江河口,年径流深等值线都比较明显地凹进去,河谷地带年径流深均小于附近山地,其他诸河也有类似现象。
闽西汀江区域年径流深多在900~1000毫米,等值线梯度平缓,全部水量汇入广东省韩江流域。
沿海诸岛年径流深只有300~500毫米。
年径流变差系数CV·R的分布规律主要受到年降水量变差系数CV·P和多年平均径流系数ā的制约。由于本省CV·P在地区上变化较为平缓,因而CV·R的分布规律更是决定于1的分布规律。CV·R值全省多为0.30~0.40,高值区出现在长廊状盆谷地带(0.35~0.4)和沿海地区(大于0.4),低值区出现在闽西北大山带(0.3)和闽中大山带(0.25~0.3),与全省两起两伏地势大致相反,其地理分布的规律性也较为明显。
(二)径流年内分配和多年变化
径流的年内分配不均。据省《水文年鉴》多年平均汛期(4~9月)的径流量占年径流量多为75%~80%,而枯季(1~3月、10~12月)的径流量只占20%~25%。根据福建省两大系统降雨的特性,4~6月梅雨季和7~9月台风雨季的径流量占年径流量的百分数,明显地反映出地区分布的规律性,前者百分数多在35%~60%之间,分布趋势由西北山区向东南沿海递减,45%等值线沿着闽中大山带穿过;后者百分数多为20%~40%,分布趋向恰好与前者相反,由西北山区向东南沿海递增,30%等值线通过闽中大山带。7~9月台风雨径流量约有337亿立方米,占全省径流总量的28.8%。由此可见,本省总径流量中主要来自梅雨补给。
多年平均连续最大3个月径流占全年径流百分率,全省多在45%~53%,其出现月份分布,从西北山区4~6月推移到沿海地区6~8月,具有明显地区分布规律。
多年平均月径流量的年内分配,其地区分布特性,大体上以闽中大山带为界,在它的西北面,月径流量的年内分配为高峰型,径流量的高峰期发生在5~6月,主要是梅雨形成。在它的东南面,月径流量的年内分配为双峰型,第一个高峰期发生在5~6月,由梅雨形成,第二个高峰期发生在8~9月,主要由台风雨形成。在两峰期中间的7月,则往往出现少水时期,有时甚至发生干旱。
为了更直接地综合反映福建省各河川径流量年内分配情况,采用径流年内分配不均匀系数来表示,其数值介于0.207~0.395之间,在地域分布上有明显差异:
(1)在闽江上游三大溪、汀江上游等地区,不均匀系数较大,在0.300~0.400之间。最大3个月径流量出现在4~6月,梅雨比重大,占年径流量50%~55%,台风雨径流比重小,占20%~25%。春季径流比重大,占年径流量35%~40%,有的甚至超过夏季(如汀江观音桥站、建溪支流松溪霞镇站、富屯溪邵武站),秋季占10%~15%,有的个别站(松溪站)秋季径流小于冬季。
(2)沙溪的文川溪,九龙江北溪,闽江中游支流尤溪、古田溪,汀江旧县河等,不均匀系数较小,在0.250~0.300之间。最大3个月径流量出现在4~6月,该地区汛期都在8月底结束。梅雨径流量占50%左右,台风雨径流量占25%~30%,春季占30%~35%,秋季占15%左右。
(3)沙溪东门河,闽江干流支流均溪、梅溪,闽东北沿海河流,九龙江北溪支流万安溪、雁石溪等不均匀系数也较小,介于0.200~0.290之间。最大3个月径流量出现在5~7月,闽东北沿海水系双峰明显,汛期都在9月结束,梅雨径流占30%左右,台风雨径流占40%左右,秋季占20%左右。
(4)闽江下游支流溪源溪、木兰溪、晋江、九龙江西溪、诏安东溪和汀江永定河等,最大3个月径流量出现在6~8月,汛期5月开始,9月结束,双峰明显,不均匀系数也较大,介于0.260~0.360之间。春季径流占年径流不足30%,夏季占45%~55%,秋季占18%~25%,冬季不足10%。
(三)地表径流形成
1.降水量
福建省地表径流属于“几乎以雨水为惟一供给来源,夏季径流居优势”的类型。地表径流中雨水补给占90%以上,与四川盆地、黄淮海平原并称为全国三大雨水补给比重大的地区。降水量分布情况决定了径流分布状况。
福建省多年平均降水量在1100~2000毫米之间,从西北向东南逐渐递减,与闽西、闽中两大山带的走向基本平行并与地形高低相对应。全省大体有四个高值区:一为闽西北高值区,位于武夷山、光泽一带,受武夷山脉影响,年平均雨量2000~2600毫米,等值线与江西形成闭合区,是福建省锋面雨高值区;二为闽东北高值区,位于柘荣、寿宁、周宁一带,受太姥山、洞宫山、鹫峰山脉影响,年平均雨量2000~2200毫米,分成福鼎金钗溪、寿宁南山、周宁下堂、宁德虎〓四个小中心,是福建省台风雨高值区;三为闽中高值区,位于德化、永春、仙游一带,受戴云山脉影响,年平均雨量2000~2200毫米,也是福建省台风雨高值区;四为闽西高值区,位于连城、华安一带,受博平岭-戴云山脉影响,年平均雨量1800~2200毫米,是福建省锋面雨高值区。
降雨量随地形变化明显。大约800~1000米高程雨量最大,如万安溪大东溪九龙江路寮(774米,2304毫米)、霍童溪仕洋(795米,2006毫米)、穆阳溪紫云(940米、2114毫米)、尤溪赤水(945米,1968毫米)。在此高程下,雨量都随高程的增加而增大,1000米高程比200米高程大约增大15%~46.6%(霍童溪15%,尤溪25.3%,穆阳溪31.1%,万安溪31.9%,九龙江46.6%),平均约30%。在海拔1000米以上,雨量随高程的增加而减少,高程在1500~1700米时,它的雨量与200米高程处相当接近,如将军山(1560米,1693毫米)比白沙(201米,1603毫米)只大5.6%,冬顶(1666米,1756毫米)比西坡(163米,1572毫米)大11.7%。
福建省各地降水量年际变化较大,最大年降水量一般为最小年降水量的1.6~3.6倍,内地多雨地区相距小些,沿海少雨地区相距大些。通常降水量年际变化以变差系数CV值来反映,全省CV值都在0.15~0.30之间。沿海少雨地区CV值较大,一般在0.20~0.30之间;内地多雨地区CV值较小,一般在0.15~0.20之间。
降水量的年内分配,3~6月为雨季,降雨由锋面形成,降雨范围广,雨期长,雨量多,这4个月各地降水量多在560~1160毫米。内地约占年雨量60%,沿海占50%。特别是5~6月降雨强度大,雨量集中,是江河发洪水主要季节。6月下旬前后,全省雨季基本结束。7~9月山区多热雷雨,沿海还多台风雨,雨势猛,雨期短,雨区大小不定,雨量多寡相差很大,这3个月各地降水量多在360~620毫米之间,内地约占年雨量20%,沿海约占35%。7月各地降水量相差最大,这是由于锋面雨结束和台风雨到来各有迟早形成的。如锋面雨结束和台风雨到来都在7月,7月雨量就会很大。反之,如锋面雨6月结束,台风雨7月末来,7月份雨量就会很小。如晋江安海1958年7月雨量680.8毫米,占年雨量46%,1960年7月全月无雨。10月至次年2月为干季,这5个月各地降水量仅180~360毫米,沿海约占年雨量15%,内地约占20%。
各地多年平均连续最大4个月降水量占年降水量48%~61%,沙溪、富屯溪、建溪、大樟溪、木兰溪、汀江上游和同安、长泰、云霄、诏安山区大些,沙埕、霞浦一带小些。有的站个别年份连续最大4个月降水量占全年降水量多达80%以上,如晋江安海、东山西埔1972年5~8月4个月降水量分别占该年降水量80.2%与83.6%。连续最大4个月降水量发生时间,由西北向东南逐渐推迟,大体可以闽中大山带为界,山带以东除闽东沿海小部分地区为6~9月外,其余都是5~8月。
2.蒸发量
降水量减去蒸发量即为径流量,蒸发量大小直接影响到径流量的大小。蒸发包括水面蒸发和陆面蒸发。
水面蒸发受到当地气温、饱和差和风速等的综合影响,其量值主要依据E601型观测资料。全省年水面蒸发量总的分布趋势是东南部沿海蒸发量大,西北山区蒸发量小,呈有序递减。这与沿海气温高,风速大,山区气温低,风速小基本一致。全省水面蒸发量变幅在900~1400毫米之间,大部分为1000~1100毫米,以崇武1467毫米为最大,周宁七步839毫米为最小,相差1.75倍。
陆地蒸发直接体现热量交换过程与水量交换过程间的联系,是水分和热能的综合表现。根据全省61站分析计算,多年平均年陆地蒸发量,其值多在600~800毫米,地区分布规律明显,基本上与全省地势两起两伏相反,在闽西北大山带和闽中大山带是低值区,随着流域高程增加陆地蒸发量逐步减少。在同一气候区、森林植被好的流域,陆地蒸发会大一些,裸露地面比重大的流域,陆地蒸发量会小一些。根据流域或分区多年平均年陆地蒸发量计算所得:闽江流域为749毫米,闽西汀江为722毫米,闽南诸河为662毫米,闽东北诸河为587毫米,全省为704毫米。
影响径流大小除降水、蒸发气象因素外,还受流域下垫面因素:如位置、地貌、植被以及人类活动因素的影响。
(四)河流泥沙
1.主要江河输沙量
福建河流含沙量小,多年平均大致在0.1~0.4公斤/立方米。含沙量最大的晋江,其多年平均含沙量为0.39公斤/立方米(石砻站),洪水期内最大断面含沙量达3.42公斤/立方米(石砻站,出现于1959年6月11日)。最小的富屯溪(洋口站)为0.072公斤/立方米。含沙量少的主要原因是森林覆盖率较高,水土保持较好。
闽江年输沙量最大(竹岐站)735万吨/年,其次为晋江(石砻站)199万吨/年,再次为九龙江(北溪浦南站)169万吨/年。入海沙量为各水文站的输沙量加上水文站下游的面积乘以输沙模数所得出的数量,全省多年平均入海沙量为2015万吨(不包括流入广东省的汀江流域沙量297万吨)。
输沙量年际变化较大,最大年和最小年相比,一般都有7~8倍,变化最大的交溪最大年输沙量为最小年输沙量的12倍。除与当年径流量所形成的挟沙能力有关外,还与人类活动有密切关系,滥伐森林,采矿筑路,向河里弃渣倒土,盲目开荒等都会使输沙量明显增大。
2.各年代输沙量
从表3-5中可以看出,输沙量随时间变化的总趋势是:远期输沙量小,近期输沙量大。各水文站60年代平均年输沙量普遍比50年代大5.7%~106%,只有上杭站较50年代略小0.7%,可能是由于1950、1951两年缺测而影响上杭站50年代平均年输沙量偏大所致。各站70年代平均年输沙量比50年代全部偏大14.7%~130%,也比60年代偏大8.0%~96.9%,只有闽江竹岐和九龙江浦南偏小约10%。这是由于闽江历史上最大的3次洪水都发生在60年代,九龙江历史上最大的洪水和几次较大洪水也都发生在60年代。最大年径流量与最小年径流量的比值为2.7~3.1倍,而最大年输沙量与最小年输沙量的比值大到6.6~7.4倍,因而,闽江与九龙江60年代平均年输沙量非常突出。
3.输沙模数分布
全省输沙模数大部分为100~200吨/平方千米·年。闽江上游小些,为50~100吨/平方千米·年,最小的建宁站为65吨/平方千米·年;晋江、九龙江下游、汀江、木兰溪以及闽南沿海大些,为200~500吨/平方千米·年,最大的安溪站为693吨/平方千米·年。值得注意的是,晋江干流石砻站年输沙量自1960年以来均小于上游两支流站(洪濑、安溪)相应年输沙量的总和,可能是下游河段坡降变缓,泥沙运行条件起变化,再加上1966年石砻下游建成金鸡水闸后,使区间泥沙更易淤积所致。据统计,1960~1979年20年间,上游洪濑、安溪两站输沙量总和比石砻站同期输沙量多616.8万吨,这些泥沙显然是沉积在安溪、洪濑至石砻的河段间,该河段长约60千米、平均宽约300米,泥沙比重采用1.5吨/立方米为标准,则可估算该河段已被淤高0.228米,平均每年淤高1.1厘米。
(五)河流水质
1.天然水水质
福建省由于气候湿润、地表径流丰富、土体及风化壳常年受流水淋溶,可溶性盐难以积累,因此矿化度低。从表3-6中可以看出,除九龙江北溪东兴站为126.6毫克/升外,其余各站矿化度均在100毫克/升以下,最低的交溪白塔站仅有43.6毫克/升。离子径流量最大为闽江竹岐站278.18万吨,其次为九龙江浦南站67.81万吨,汀江上杭站34.06万吨,晋江石砻站27.60万吨,交溪白塔站17.47万吨。天然水中硬度极低,最大的为九龙江北溪东兴站3.22德国度,最低的交溪白塔站仅有0.48德国度,均属于极软水。pH值在6.0~7.0范围内。离子组成中,阴离子以HC03-为主,其次为S042-、C1-阳离子组成中以Na++K+或Ca2+为主,水的类型为CICa型或CINa型。各项指标含量低,均符合生活饮用水的水质标准,这说明福建省天然水水质较好。
2.河水污染
(1)污染源
工业废水与城镇生活污水是最主要的污染源。据1997年统计,福建省工业废水排放总量55194.86万吨,其中直接排入海的4045.03万吨,直接排入江河湖库的45711.79万吨。工业废水排放达标量29178.08万吨,其中处理排放达标量17%8.28万吨,处理达标率为61.38%,比1994年38.40%处理达标率有明显提高。工业废水中污染物排放量汞0.07吨、镉0.40吨、六价铬26.19吨、铝9.63吨、砷4.13吨、挥发酚35.05吨、氰化物42.06吨,化学需氧量142772.76吨,石油类1133.52吨,悬浮物150001.04吨,硫化物548.60吨。
各流域工业“三废”排放状况见表3-7。
全省各流域中,闽江水系污染物纳入量最大,约占全省水体纳污量的64.25%。其它依次为:九龙江约占11.57%,木兰溪约5.7%,晋江约占4.0%。闽江水系中以沙溪污染物纳入量最多,约占闽江水系的57.29%,其次闽江干流约占28.72%,富屯溪约占12.6%,建溪约占1.39%。
全省生活及其他污染源情况:生活污水排放量39719万吨,生活污水中C0D排放量168575.1吨,生活及其他二氧化硫排放量16654吨,生活及其他烟尘排放量3196吨。
(2)水质现状
水质评价标准,采用《地面水环境质量标准》(GB3838-88)中的DI类标准,计算各断面中超标项目的超标倍数。评价参数为:溶解氧、非离子氨、亚硝酸盐氮、高锰酸盐指数(C0DMn)、五日生化需氧量(B0D5)、氰化物、砷化物、挥发酚、汞等9项。参数的取值选用各断面的年平均值和极值,资料采用1991~1992年全省56个水质监测断面的水质监测资料,主要河流水质评价成果见表3-8。
全省有机物污染的河长为318.0千米,占评价总河长的13.0%。主要分布在木兰溪濑溪河段(污染河长为65.5千米),九龙江流域的龙岩、下寨、白水河段(污染河长为75.5千米)、晋江流域的湖头河段(污染河长为87.0千米),汀江流域的长汀河段(污染河长为90.0千米)。
五项毒物污染中,除汞未参加评价外,污染河长为55.0千米,占评价总河长的3.5%。挥发酚主要分布在沙溪沙县、青州河段以及九龙江流域的龙岩河段;氰化物在北溪下寨河段有微量检出。砷、铬(六价)的污染目前尚未发现。
福建省天然水质好,由于受工业废水和生活污水排放的影响,河流已受到不同程度的污染,主要是有机污染和五项毒物的污染。
因此,在评价总河长1554.8千米中,符合饮用水标准的河长为246.0千米,占评价总河长的15.8%;符合地面水标准的河长为1251.8千米,占评价总河长的80.5%;符合农灌水标准的河长为1282.8千米,占评价总河长的82.5%。