趙晶東，許冬梅

（1.吉林省水文水資源局，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.吉林省水文水資源局長(zhǎng)春分局，吉林 長(zhǎng)春 130022）

吉林省樺甸加級(jí)河“8·15”暴雨洪水分析

趙晶東1，許冬梅2

（1.吉林省水文水資源局，吉林 長(zhǎng)春 130022；2.吉林省水文水資源局長(zhǎng)春分局，吉林 長(zhǎng)春 130022）

通過(guò)對(duì)吉林省樺甸加級(jí)河 2013 年 8 月 15 日暴雨洪水全面分析，應(yīng)用暴雨分析和洪水調(diào)查的水文數(shù)據(jù)，還原出大洪水的重現(xiàn)期。文章論述暴雨的發(fā)生時(shí)間及過(guò)程、暴雨的時(shí)空分布，暴雨強(qiáng)度，洪水的鋒量組成等情況，分析了該次暴雨洪水的特性，氣象成因、洪水特點(diǎn)，為今后的城市防洪、水利工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

加級(jí)河；樺甸；暴雨洪水；特性分析

1 流域概況

加級(jí)河發(fā)源于樺甸市紅石鎮(zhèn)雙山屯南，二道松花江的小支流，南北流向，在紅石鎮(zhèn)加級(jí)河村西北匯入松花江，河流全長(zhǎng) 21.03km，流域面積 89.2 km2。河道坡度 1.23%，該河流屬于山溪性河流，地勢(shì)北高南低，水系發(fā)育較好，河道坡度較陡，流域內(nèi)最高山頂高程 740m，最低高程 260m，河流兩岸有巖石陡峭，樹(shù)木茂密，植被較好，河道穩(wěn)定，河底由礫石及卵石組成。

2 氣象

流域內(nèi)屬于寒溫帶大陸季風(fēng)氣候，其特征是春季短暫多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽干燥，冬季寒冷漫長(zhǎng)，多年平均降雨量為 754.6mm，降水量年內(nèi)分布不均勻，主要集中在 6～9 月份，占年降水量的 71.2%。大暴雨多發(fā)年份 7 月副高明顯偏強(qiáng),亞歐中高緯度環(huán)流有兩種類(lèi)型，一種是南高北低型，一種是貝湖阻高型。大暴雨的主要影響系統(tǒng)有兩大類(lèi)，一類(lèi)是臺(tái)風(fēng)影響類(lèi)，一類(lèi)是副高與西風(fēng)帶系統(tǒng)共同作用類(lèi),兩類(lèi)大暴雨產(chǎn)生的機(jī)制不同，副高與西風(fēng)帶系統(tǒng)共同作用產(chǎn)生的大暴雨形成機(jī)制為副高提供副熱帶暖濕空氣，西風(fēng)帶系統(tǒng)提供冷空氣及動(dòng)力抬升條件；臺(tái)風(fēng)大暴雨的產(chǎn)生機(jī)制有兩種情況，一種是與西風(fēng)帶系統(tǒng)相互作用，一種是與長(zhǎng)白山地形共同作用。大暴雨是吉林省夏季主要的災(zāi)害性天氣之一，由于其降水量大，降水集中，因而危害也更大，常造成城市內(nèi)澇或山體崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

3 加級(jí)河暴雨特性

加級(jí)河流域內(nèi)沒(méi)有水文站、水位站，有王家店雨量站。在加級(jí)河周?chē)挠炅空军c(diǎn)有：大壩、板廟子、紅石、王家屯勝利屯。在相鄰的流域內(nèi)有輝發(fā)河的民立水文站、溫德河上的口前水文站，漂河上的橫道子水文站。

該河屬于大陸季風(fēng)氣候區(qū)，是臺(tái)風(fēng)和華北氣旋路徑之地，暴雨發(fā)生頻繁，造成該河暴雨主要因素是氣旋、冷渦和臺(tái)風(fēng)等天氣系統(tǒng)影響。暴雨多集中在 7～8 月，降雨強(qiáng)度大，并且雨量集中。吉林省的降水量主要集中在7月中旬至8月中旬。

3．1 設(shè)計(jì)暴雨

加級(jí)河設(shè)計(jì)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)采用 1989 年水利廳刊印的《吉林省暴雨圖集》成果。加級(jí)河設(shè)計(jì)暴雨采用《吉林省水資源》中的“吉林省 1956—2000年平均年徑流深等值線圖”的查算結(jié)果，得到加級(jí)河平均年徑流深為 300mm，Cv 為 0.41，Cs=2Cv。根據(jù)以上暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)并按下公示計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨。計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表 1。

表1 設(shè)計(jì)暴雨成果

3.2 暴雨分析

由于受副高與西風(fēng)帶系統(tǒng)共同作用產(chǎn)生的大暴雨形成機(jī)制為副高提供副熱帶暖濕空氣,西風(fēng)帶系統(tǒng)提供冷空氣及動(dòng)力抬升條件，是出現(xiàn)吉林省8 ·15 大洪水的直接原因，今年氣候異常，南方大部出現(xiàn)歷史上的高溫，主要是副高的影響，吉林省處在副高的邊緣，受西南氣流的影響把南方的水汽源源不斷地輸送到東北地區(qū)，為吉林省中東部的降水提供條件。

在加級(jí)河周?chē)挠炅空军c(diǎn)有：大壩、板廟子、紅石、王家店、勝利屯。降雨量見(jiàn)表 2。

表2 降雨量統(tǒng)計(jì)mm

加級(jí)河降水主要集中在 8 月 15 日 8 時(shí)至 16日 8時(shí)，在加級(jí)河上有王家店雨量站。王家店雨量站是翻斗式遙測(cè)雨量記，精度 1mm。8 月 14 日降雨量為 39.6mm。王家店雨量站準(zhǔn)確記錄加級(jí)河 8月 15 日 8 時(shí)至 16 日 8 時(shí)降水的全過(guò)程。

8 月 15 日 8 時(shí)至 16 日 8 時(shí)歷時(shí) 24h。最大 1 h 降雨量 68.6mm 。發(fā)生時(shí)間為 16 日 1～2 時(shí)。最大 2h 降雨量 86.2mm 發(fā)生時(shí)間為 16 日 1～3 時(shí)。最大 3 小時(shí)降雨量 102.8mm，發(fā)生時(shí)間為 16 日1～4 時(shí)。最大 4h 降雨量 125.4mm，發(fā)生時(shí)間為 16日 1～5 時(shí)。最大 6h 時(shí)降雨量 142.4mm，發(fā)生時(shí)間為 16 日 1～6 時(shí)。最大 9h 降雨量 159.6mm，發(fā)生時(shí)間為 16 日 1～9 時(shí)。最大 12h 時(shí)降雨量 163.0 mm，發(fā)生時(shí)間為 16 日 1～12 時(shí)。最大 24h 時(shí)降雨量 180.8mm，發(fā)生時(shí)間為 15 日 8 時(shí)至 16 日 8 時(shí)。加級(jí)河大暴雨主要為短歷時(shí)暴雨，降雨強(qiáng)度大，持續(xù)時(shí)間短，暴雨中心籠罩范圍小，落點(diǎn)重復(fù)。由于暴雨中心籠罩范圍小，暴雨中心位置確定為王家店雨量站資料為暴雨中心的特大值。

3.3 暴雨希遇程度分析

形成此次洪水的暴雨時(shí)間是 2013 年 8 月 15日 8 時(shí)至 16 日 8 時(shí)。即 24h 的降雨量。暴雨中心的雨量站為王家店雨量站。通過(guò)王家店雨量站的水文資料整理分析的水文數(shù)據(jù)時(shí)準(zhǔn)確的。王家店雨量站的流域集水面積完全覆蓋加級(jí)河流域面積。最大24h 降雨量 180.8mm，發(fā)生時(shí)間為 15 日 8 時(shí)至 16日 8 時(shí)。與前面加級(jí)河設(shè)計(jì)暴雨成果表中的 24h，2%的 180.5mm 比較相當(dāng)，為 50 年一遇。

4 洪水分析

加級(jí)河屬于半山區(qū)性河流，河流一年兩汛，分為春汛河夏汛。春汛又稱桃花水，多發(fā)生在 3至 5月份。洪水來(lái)源主要為冰雪融化，造成洪災(zāi)的主要為夏季汛期，洪水多由暴雨形成，大洪水主要發(fā)生在 7～8 月，洪水過(guò)程多為單峰，流域內(nèi)由于多山區(qū)，比降大，產(chǎn)匯流快。洪水歷程短，基本上陡漲陡落。

4.1 歷史洪水和設(shè)計(jì)洪水分析

加級(jí)河上沒(méi)有水文站，所以沒(méi)有實(shí)測(cè)洪水資料，根據(jù) 1981 年吉林省水利廳刊印的《吉林省洪水調(diào)查資料》成果，二道松花江流域歷史洪水排序?yàn)?1856，1909，1923，1953 年，其中 1953 年洪水確定為 38 年一遇。根據(jù)二松流域 1953 年洪峰流量面積關(guān)系曲線確定歷史洪水。由洪峰流量公式推求得，設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表 3。

4.2 水情概述

從 2013 年 8 月 15 日 8 時(shí)至 16 日 8 時(shí)，加級(jí)河上紅石鎮(zhèn)為暴雨中心，由于有了前期雨量的影響，流域內(nèi)土壤含水量達(dá)到飽和后蓄滿產(chǎn)流，致使加級(jí)河產(chǎn)生大洪水。根據(jù)吉林省水文水資源局洪水調(diào)查的水文資料分析，本次洪水過(guò)程峰高、量大、歷時(shí)短、漲落急劇，是一次威脅比較大的洪水。

表3 設(shè)計(jì)洪水成果

1）產(chǎn)流分析

加級(jí)河流域面積為 89.2km2，最大設(shè)計(jì)洪水流量為 262m3/s。由加級(jí)河上王家店雨量站監(jiān)測(cè)的水文資料顯示，前期降水較多，在 2013 年 8 月 14 日降雨量為 39.6mm。土壤達(dá)到飽和。造鋒雨平均雨強(qiáng)為 7.53mm/h。此次洪水是由暴雨產(chǎn)生的，洪水過(guò)程為單峰，是典型性暴雨性洪水，全流域產(chǎn)流。

2）匯流分析

加級(jí)河位于吉林中東部，屬于典型的半山區(qū)，低山河谷地區(qū)，匯流條件好，匯流速度快，河槽組成礫石河卵石組成，下滲和填挖水量小，植被茂密，是本次洪水產(chǎn)流快的天然條件。

4.3 洪水調(diào)查資料分析成果

加級(jí)河流域面積為 89.2km2，最大設(shè)計(jì)洪水流量為 262m3/s。洪水調(diào)查小組進(jìn)行實(shí)地洪水測(cè)驗(yàn)，利用比降面積法進(jìn)行還原洪峰流量的方法。洪水調(diào)查資料分析成果 433m3/s。

4.4 洪水希遇程度分析

根據(jù)《吉林省洪水調(diào)查資料》、《中國(guó)大洪水》、《吉林省場(chǎng)次洪水》等有關(guān)資料，以及此次洪水調(diào)查水文數(shù)據(jù)分析，洪水希遇程度為重現(xiàn)期為 50 年一遇。

5 結(jié)語(yǔ)

2013年 8 月 15 日以來(lái)，加級(jí)河發(fā)生今年入汛以來(lái)范圍和降水強(qiáng)度最大的一場(chǎng)降雨過(guò)程，其中吉林省中東部地區(qū)發(fā)生特大暴雨，最大點(diǎn)降雨量王家店達(dá)到 180.5mm，發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水。為大于50 年一遇。超過(guò)堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)，紅石鎮(zhèn)內(nèi)的水利工程的 50 年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，使加級(jí)河河水漫過(guò)堤防，致使堤防決口，造成災(zāi)害。建議堤防需要加高、加固，達(dá)到百年一遇的洪水防洪標(biāo)準(zhǔn)。

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2013-12-17