祝宗武

（甘肅省水文水資源局，甘肅蘭州730000）

甘肅省成縣東河“8·12”暴雨洪水調(diào)查分析

祝宗武

（甘肅省水文水資源局，甘肅蘭州730000）

2010年8月12日凌晨2～9時，甘肅省成縣境內(nèi)的東河中上游地區(qū)、徽縣境內(nèi)的麻沿鄉(xiāng)、高橋鄉(xiāng)、榆樹鄉(xiāng)以及西和縣境內(nèi)的曬經(jīng)鄉(xiāng)等地均突降暴雨，引發(fā)的山洪、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害導(dǎo)致成縣17個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、216個村、30836戶、127134人受災(zāi)，60%的農(nóng)村人口受到洪災(zāi)影響，災(zāi)害造成全縣直接經(jīng)濟損失296669.7萬元。本文分析了此次暴雨的洪水特性，為研究該流域暴雨洪水災(zāi)害及防治對策提供科學(xué)依據(jù)。

暴雨洪水；東河；調(diào)查分析

1 流域概況

1.1 暴雨洪水區(qū)概況

成縣位于甘肅省南部的隴南市，東北與徽縣接壤，西與西和縣相鄰，南以西漢水為界與康縣相望，東南與陜西省略陽縣毗鄰。全縣轄12鎮(zhèn)5鄉(xiāng)，15個居民委員會，245個村民委員會，1472個合作社?？倯魯?shù)6.22萬戶，總?cè)丝?8萬多人。

1.2 自然地理

成縣位于東南部秦嶺南麓徽成盆地西段，屬于長江流域嘉陵江水系，介于北緯33O31＇～34O02＇、東經(jīng)105O24＇～105O57＇之間，南北長55km，東西寬52km，總面積1780km2。成縣屬西秦嶺南麓山地，境內(nèi)地形復(fù)雜，多高山峽谷，地形分中山、丘陵、川壩3種類型；地勢西北高、東南低，地勢由西向東南傾斜，海拔在750～2377m之間；地貌特征南北為山地，中部為丘陵，縣城所在地海拔960m左右。境內(nèi)有犀牛江、東河、南河、洛河等“一江三河”，其中東河由北至南從縣城穿過。成縣土地總面積1780km2，其中耕地2.75萬hm2，林地7.91萬hm2，天然草場1.03萬hm2，森林覆蓋率為47.9%。

1.3 氣候

成縣地處大陸腹地，屬暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，冷暖適度，冬季受來自西北的冷空氣影響，夏季受來自孟加拉灣的暖濕季風(fēng)影響，氣候的季節(jié)性差異大，垂直變化明顯。根據(jù)成縣氣象站1960—2009年實測資料統(tǒng)計，年平均氣溫11.9℃，最熱月平均氣溫23.3℃，最冷月平均氣溫-0.8℃，極端最高氣溫37.3℃，極端最低氣溫-15℃；多年平均降水量680mm，相對濕度75%。多年平均蒸發(fā)量1149mm，干旱指數(shù)1.79；多年平均日照1795h；多年平均風(fēng)速0.9m/s，最大風(fēng)速16.7m/s；無霜期210d，最大凍土深度20cm。自然災(zāi)害有干旱、暴雨、冰雹、連陰雨、霜凍等，其中以干旱為主。

2 暴雨

2.1 天氣成因

甘肅省隴南地區(qū)由南向北屬北亞熱帶半濕潤區(qū)向半濕潤、半干旱區(qū)過渡地帶，境內(nèi)山脈縱橫交錯，高低相差懸殊，天氣氣候差異明顯，降水時空分布不均，降水量年際變化大。該區(qū)是甘肅省年降雨量較多的地區(qū)，也是暴雨發(fā)生最多的地區(qū)。暴雨災(zāi)害是隴南地區(qū)的主要氣象災(zāi)害之一。

受北方冷空氣、西太平洋副熱帶高壓和西南暖濕氣流的共同影響，8月11—12日，隴南市出現(xiàn)了區(qū)域性暴雨，局部大暴雨天氣。成縣黃渚鎮(zhèn)累計降水量達到261.8mm。

隴南市氣象局2010年8月11日17時20分發(fā)布暴雨黃色預(yù)警信號，12日4時25分再次將黃色預(yù)警信號升級為紅色。蘭州中心氣象臺8月12日7時45分發(fā)布甘肅省暴雨紅色預(yù)警信號：隴南市成縣局部地方已出現(xiàn)大暴雨，預(yù)計未來12h內(nèi)，降水仍將持續(xù)，局部地方有暴雨或大暴雨，出現(xiàn)3級地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大。

8月12日10時，甘肅省氣象局根據(jù)8月12日9時中國氣象局啟動重大氣象災(zāi)害（暴雨）Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)的通知和蘭州中心氣象臺最新天氣預(yù)報，進入暴雨Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)狀態(tài)。

2.2 點雨量調(diào)查與確定

成縣東河“8·12”暴雨調(diào)查，走訪了主要暴雨區(qū)以及暴雨的邊緣地帶，共計5個鄉(xiāng)，19個村，40多人次?；旧厦辶吮┯曜呦?、暴雨中心的位置以及暴雨籠罩的面積，并通過走訪調(diào)查雨區(qū)承雨器具，計算確定了點雨量值。經(jīng)調(diào)查，最后獲得6個調(diào)查點雨量值，再加上成縣水文站雨量資料及其雨區(qū)9個委托雨量站資料、成縣氣象部門報汛雨量資料，共得到17處點雨量資料，基本控制了雨區(qū)降水的空間分布。具有代表性的黃渚關(guān)雨量站各時段最大降水量如圖1所示。

圖1 黃渚關(guān)雨量站“8·12”各時段最大降水量

2.3 暴雨時空分布及特性分析

從走訪及點雨量的面上分布情況分析，該次暴雨走向是自西北向東南呈帶狀分布。降雨區(qū)北部起自天水市麥積區(qū)和東河流域接壤地帶，西部起自西和縣曬經(jīng)鄉(xiāng)俞家莊一帶，成縣黃渚鎮(zhèn)為這次暴雨的中心。自黃渚鎮(zhèn)向東南方向暴雨量逐漸減小，暴雨強度逐漸減弱。黃渚鎮(zhèn)王臺村雨量站自記雨量計記錄顯示，降水開始時間為12日凌晨1時，其中1—4時降水強度不大，降水量僅為3.7mm；4—9時降水強度很大，降水量為196.7mm。最大1h降水量為83.5mm，最大2h降水量為120.5mm，最大3h降水量為144.9mm，最大4h降水量為175.5mm。其整個過程降水量高達261.8mm。降水隨時間累積曲線如圖2所示。從該圖上看出12日4時30分—10時30分降水強度最大，該時段內(nèi)降水達216.1mm，占整個降水過程的82.5%。綜上所述，該次暴雨具有短歷時、強度大、局地性強的特點。

圖2 黃渚關(guān)雨量站“8·12”暴雨降水隨時間累積曲線

3 洪水調(diào)查與分析

3.1 調(diào)查河段布設(shè)

本次暴雨致使東河、洛河、永寧河等多條河流都發(fā)生了較大洪水，但由于主雨區(qū)位于東河流域，同時東河流域也是這次暴雨洪水受災(zāi)最嚴重的地區(qū)。因此，這次洪水調(diào)查以東河干支流為主，同時考慮到這次暴雨洪水資料的珍貴性，對洛河、伏鎮(zhèn)河洪峰流量也進行了調(diào)查。

本次洪水調(diào)查，依據(jù)水文調(diào)查對河段布設(shè)的要求，以控制暴雨中心區(qū)河溝和干支流相互控制洪峰流量為原則。在東河干支流上布設(shè)10個調(diào)查河段，在洛河上布設(shè)2個調(diào)查河段，在伏鎮(zhèn)河上布設(shè)1個調(diào)查河段。如圖3所示。各調(diào)查河段均比較順直，河段附近沒有水流受阻或變動回水等現(xiàn)象。布設(shè)的調(diào)查河段基本控制了東河上下游的洪峰流量。

東河流經(jīng)成縣城區(qū)后，與南河交匯，交匯后河名為長豐河，交匯口以下不到1km處設(shè)有省級重點站成縣水文站，測得了完整的洪水漲落過程。由于在這次暴雨洪水過程中，南河水位平穩(wěn)，未出現(xiàn)漲落過程，因此，可以由成縣水文站測得的洪峰流量及洪水過程來檢驗調(diào)查河段的洪峰流量及洪水過程的可靠程度。

3.2 洪水過程調(diào)查及洪峰流量確定

調(diào)查組在走訪調(diào)查時，對各調(diào)查河段的洪水漲落情況進行了詳細調(diào)查詢問，如何時起漲，何時到達峰頂，何時消退，何時退完等。調(diào)查得到的各調(diào)查河段的洪水過程見表1，根據(jù)調(diào)查的洪水過程點繪的概化過程線如圖4所示。

洪峰流量的計算方法為：洪水總量=徑流量-基流量，基流的切割方法采用斜線切割法，此次洪水的主要特征為：漲勢迅猛、水位高、含沙量大、漂浮物多。從9時48分開始汛速漲水至11時峰頂，水位就從992.18m漲至995.86m（最高水位995.87m），本次洪水的主要特征值見表2。

圖3 成縣東河流域“8·12”暴雨洪水點雨量及調(diào)查河段分布

表1 成縣東河“8·12”暴雨洪水調(diào)查成果

圖4 曬經(jīng)、三渡水、黃渚鎮(zhèn)各調(diào)查河段洪水過程線

表2 “8·12”洪水特征值統(tǒng)計基面：假定

3.3 洪水頻率計算

成縣水文站為國家基本水文站，實測資料完整，精度符合《河流流量測驗規(guī)范》（GB50179—93）要求，作為洪水頻率分析計算依據(jù)。自1959—2010年，共有52年實測最大洪峰流量資料系列，其中1964年7月21日實測洪峰流量1300m3/s，為本站實測最大洪峰流量。

根據(jù)《甘肅省洪水調(diào)查資料》成果，近一二百年間的可調(diào)查考證期內(nèi)，成縣共發(fā)生2次大的洪水。最大洪水發(fā)生在1934年，調(diào)查洪峰流量為2500m3/s，調(diào)查資料成果較為可靠，可做為歷史洪水參加頻率計算，次大洪水發(fā)生在1898年，洪峰流量數(shù)值不能確定，但確切排位應(yīng)在1934年洪水之后，為歷史次大洪水，可供參考。

對實測的年最大洪峰流量資料系列從大到小排序，可算出其經(jīng)驗頻率。

將經(jīng)驗頻率點據(jù)（Pi，Qi）點繪在頻率格紙上，根據(jù)曲線與經(jīng)驗點據(jù)配合最佳的原則，適度考慮大洪水點據(jù)，調(diào)查相關(guān)參數(shù)，繪制理論頻率曲線。檢查理論曲線與經(jīng)驗點據(jù)的擬合情況，適當調(diào)整Cv、Cs等參數(shù)，直至理論曲線與經(jīng)驗點據(jù)擬合良好，這時的Cv、Cs就是優(yōu)選的參數(shù)。

依據(jù)以上原理，將各項數(shù)值輸入頻率計算程序，就可以得到計算結(jié)果和生成最大流量頻率曲線圖（P-Ⅲ型），如圖5所示。計算結(jié)果見表3。

根據(jù)計算結(jié)果和頻率曲線圖推求出成縣“8· 12”洪水的重現(xiàn)期為：10～15年一遇。

表3 成縣站不同頻率洪峰流量成果

圖5 成縣站洪峰流量水文頻率計算曲線（P-Ⅲ型）

4 災(zāi)害分析

4.1 特點和成因

本次暴雨洪水為歷史罕見的、典型的局地大暴雨形成的區(qū)域山洪突發(fā)性洪水，具有降雨量大、強度大、持續(xù)時間短、范圍小、突發(fā)性強、洪水漲落急劇、流速大、洪水持續(xù)時間短、破壞力強、區(qū)域災(zāi)害嚴重等特點。

降水因素是造成成縣“8·12”暴雨洪水災(zāi)害的根本原因。這次暴雨歷時短強度大，再加上東河流域水系發(fā)達，且各支流、支溝坡度大，洪水的沖刷和挾沙能力相當強，致使很多支流支溝淤滿了泥沙和巨石，洪水挾裹著泥石流，任意肆虐，沿途農(nóng)田大面積被淹沒，居民的房屋被沖毀，以至于多個生命被洪水帶走。趙河與廟溝的災(zāi)害就是這樣形成的。其次，當?shù)鼐用袢藶榭s窄河道，占用河道來建造住房，同時在河道內(nèi)采沙，亂采亂堆，河道不暢，行洪能力降低，河堤不牢固，堤防標準低，暴雨洪水預(yù)警系統(tǒng)不健全，人們防洪意識不強等，也是造成這次災(zāi)害的主要原因。

“8·12”暴雨洪水災(zāi)害也把無視防洪安全以及對東河流域生態(tài)環(huán)境破壞的不良影響都顯現(xiàn)出來了。流域內(nèi)植被破壞，碎石廢渣堆積，礦山山體千瘡百孔，礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，環(huán)境污染問題凸現(xiàn)，流域生態(tài)環(huán)境不斷惡化，水土流失嚴重。發(fā)端于20世紀70年代長豐河上游的鉛鋅采礦業(yè)，支撐了地方的經(jīng)濟發(fā)展。自1980年以來的30年，是地方經(jīng)濟發(fā)展最快的時期，是社會財富大量累積的時期，也是東河流域生態(tài)環(huán)境破壞最嚴重的時期。雖然采礦單位也做了一些復(fù)墾、植樹等工作，但流域生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)要比破壞周期漫長得多。

4.2 建議

地方政府應(yīng)利用災(zāi)后重建的有利時機，站在可持續(xù)發(fā)展、綠色、有序發(fā)展的高度，依法加大東河流域的治理力度，堅決杜絕非法采礦、采金、采砂行為，疏浚河道，提高堤防標準，加固河堤，提高河道的行洪能力。應(yīng)建立健全暴雨洪水預(yù)警和防范系統(tǒng)，加強防洪知識宣傳工作，做好暴洪災(zāi)害的協(xié)防演練，盡可能降低人民生命財產(chǎn)損失。應(yīng)下大力氣做好流域內(nèi)植被的恢復(fù)和土地的復(fù)墾工作，堅決杜絕在行洪區(qū)域內(nèi)搞建筑，把各項防洪法律法規(guī)落到實處，確保大暴雨洪水期間的人民生命財產(chǎn)安全。

［1］水利電力部水利司.水文測驗手冊（第一冊 野外工作）［M］.北京：水利電力出版社，1980.

［2］甘肅省洪水調(diào)查資料第五冊（嘉陵江水系）.甘肅省水利廳刊印，1983.

［3］甘肅省雨洪歷史文獻資料.甘肅省水利廳刊印，1985.

［4］王長河.遼河流域“05·8”暴雨洪水分析［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2006（05）.

TV122+1

B

1672-2469（2015）12-0032-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.013

祝宗武（1970年—），男，工程師。