曹曉莉

(新疆阿克蘇水文勘測(cè)局，新疆 阿克蘇 843000 )

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新疆渭干河流域“8.1”特大洪水分析

曹曉莉

(新疆阿克蘇水文勘測(cè)局，新疆 阿克蘇 843000 )

2016年8月1日，新疆渭干河流域各支流相繼發(fā)生了特大洪水，洪水峰高量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，使沿河的水利工程及居民區(qū)遭遇了罕見(jiàn)的洪水災(zāi)害，損失慘重。渭干河上游的多處水文站發(fā)生了有水文資料記載以來(lái)的歷史特大洪水，洪水成因主要是前期的高溫形成冰川雪水融化導(dǎo)致河道水量大增，之后又疊加大暴雨所致。

渭干河；流域；特大洪水

1 流域概況

渭干河流域位于新疆天山中部南坡，是塔里木河流域的一條較大支流。其東部為庫(kù)車(chē)河，西部與阿克蘇地區(qū)的溫宿縣相接，南部為塔里木河干流，北部以天山主脈為界，與新疆伊犁地區(qū)相鄰。流域內(nèi)地域廣闊，地勢(shì)呈北高南低的特點(diǎn)，地形地貌多樣，山地、平原、山間盆地錯(cuò)落有致，其中山區(qū)面積多達(dá)22 000 km2。

渭干河流域水系較為發(fā)育，支流眾多，較大的支流有木扎提河，卡普斯浪河，臺(tái)勒外丘克河，卡拉蘇河，黑孜河等五條,均發(fā)源于天山南坡。五條支流在下游匯合后流入于克孜爾水庫(kù)，始稱(chēng)渭干河(干流)。木扎提河發(fā)源于汗騰格里峰東坡的冰川集結(jié)區(qū)，與其余4條匯集于拜城盆地，流經(jīng)千佛洞貫穿卻勒塔格山后，流泄于山前沖洪積平原，河流全長(zhǎng)452 km。河流流向自北向南，與山脈走向大體垂直，河源高程較高，多在海拔4 000 m以上，支流河長(zhǎng)92～279 km。河水流入平原綠洲為人類(lèi)所利用。河源多有冰川分布，以冰川融水補(bǔ)給為主，河川徑流具有明顯的季節(jié)性變化[1]。5條支流，實(shí)測(cè)多年平均徑流量最大的為木扎提河，最小的為臺(tái)勒外丘克河；各支流實(shí)測(cè)多年平均徑流量在0.806 0～14.41×108m3之間(表1)，水系分布見(jiàn)圖1。

表1 渭干河流域河流基本情況

查閱《中國(guó)冰川目錄》可知，渭干河流域內(nèi)上游源頭部分布著大量的大陸型冰川，共有853條，總面積達(dá)1 784 km2(表2)，冰川融水補(bǔ)給是渭干河流域的主要水源補(bǔ)給，如木扎提河的冰川融水比重多達(dá)56.8%，當(dāng)氣溫較高時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量徑流，且十分穩(wěn)定。

表2 渭干河流域冰川統(tǒng)計(jì)

2 洪水特點(diǎn)

2.1 洪水形成過(guò)程

渭干河流域內(nèi)這次大降水天氣，降水持續(xù)30余小時(shí)，為隨后發(fā)生的特大洪水提供了極為豐富水源。7月31日21:00開(kāi)始渭干河流域各支流相繼漲水，并發(fā)生了超保證流量的洪水。木扎提河破城子水文站從7月31日21:50開(kāi)始漲水，流量377 m3/s，8月1日凌晨5:00最大流量達(dá)到649 m3/s，超保證流量；卡木斯浪河卡木魯克水文站8月1日凌晨2:30開(kāi)始漲水，流量412 m3/s，8月1日凌晨7:00最大流量達(dá)到803 m3/s，超保證流量；卡拉蘇河卡拉蘇水文站8月1日凌晨6:00流量突然出現(xiàn)600 m3/s超保證流量，8月1日9:00最大流量達(dá)到910 m3/s；臺(tái)勒外丘克河拜城水文站14:00最大流量168 m3/s，接近警戒流量；木扎提河托克遜水文站8月1日8:00流量530 m3/s，8月1日14:30最大流量達(dá)到2 180 m3/s；黑孜河黑孜水文站8月1日11:00流量560 m3/s，8月1日14:18最大流量達(dá)到1 240 m3/s。8月2日6點(diǎn)以后渭干河流域木扎提河各支流相繼退水。

2.2 洪峰流量大

此次渭干河流域上游各大支流均發(fā)生較大洪水，木扎提河上游的破城子水文站發(fā)生了歷史特大洪水，其洪峰流量排歷史第1位；卡木斯浪河卡木魯克水文站發(fā)生了第5位的洪峰流量；卡拉蘇河卡拉蘇水文站發(fā)生了并列第1位的洪峰流量；臺(tái)勒外丘克河拜城水文站發(fā)生了第8位的洪峰流量；木扎提河托克遜水文站發(fā)生了并列第1位的洪峰流量；黑孜河黑孜水文站發(fā)生了第3位的洪峰流量(見(jiàn)表3)。

表3 渭干河流域各河最大洪峰流量統(tǒng)計(jì)表

圖1 渭干河流域水系分布圖

2.3 洪量大

由于此次渭干河流域上游各大支流洪峰流量歷史排位靠前，洪峰流量值高，歷時(shí)長(zhǎng)，產(chǎn)生的洪量也較大。8月1日，木扎提河的最大一日洪量為0.379 3×108m3；卡木斯浪河卡木魯克水文站的最大一日洪量為0.405 2×108m3；卡拉蘇河卡拉蘇水文站的最大一日洪量為0.407 8×108m3；臺(tái)勒外丘克河拜城水文站的最大一日洪量為0.062 0×108m3；木扎提河托克遜水文站的最大一日洪量為1.477×108m3；黑孜河黑孜水文站的最大一日洪量為0.385 3×108m3。

2.4 洪水歷時(shí)長(zhǎng)，峰形較肥胖

7月31日21:00開(kāi)始渭干河流域木扎提河各支流相繼發(fā)生了超保證流量的洪水，8月1日5:00-14:00各支流相繼發(fā)生最大洪峰流量，歷時(shí)1天半(圖2)。

圖2 2016年渭干河流域各要素逐日綜合過(guò)程線

2.5 洪水遭遇問(wèn)題突出

上游四大支流木扎提河、卡木斯浪河、臺(tái)勒外丘克河、卡拉蘇河洪水遭遇問(wèn)題也比較明顯，木扎提河破城子站距托克遜站112 km，洪水傳播時(shí)間為9.5 h左右；卡木斯浪河卡木魯克站距托克遜站50 km，洪水傳播時(shí)間為7.5 h左右；卡拉蘇河卡拉蘇站距托克遜站24 km，洪水傳播時(shí)間為5.5 h左右；臺(tái)勒外丘克河拜城站距托克遜站28 km，洪水傳播時(shí)間為4 h左右；由表3可知上游各站最大洪峰流量發(fā)生時(shí)間，根據(jù)上游各河洪水傳播時(shí)間推算，幾乎所有支流的洪水洪峰流量同時(shí)到達(dá)托克遜站，造成了托克遜站洪峰流量高達(dá)2 180 m3/s。

木扎提河與黑孜河洪水遭遇問(wèn)題也較突出。木扎提河托克遜站距克孜水庫(kù)壩址 32 km，洪水傳播時(shí)間為4 h左右；黑孜河黑孜站距克孜水庫(kù)壩址12 km，洪水傳播時(shí)間為2 h左右。根據(jù)上游各河洪水傳播時(shí)間推算，兩支流的洪水相差2 h到達(dá)克孜水庫(kù)，在下午16:00左右克孜水庫(kù)入庫(kù)洪峰流量高達(dá)3 100 m3/s。

2.6 洪水等級(jí)

根據(jù)渭干河流域木扎提河各支流自建站至2015年最大實(shí)測(cè)洪峰流量資料頻率計(jì)算成果，依據(jù)《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》SL250-2000規(guī)定的洪水定性信息劃分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，此次“8.1 ”渭干河流域各支流最大洪峰流量重現(xiàn)期木扎提河上游破城子水文站大于50年的洪水，為特大洪水；卡木斯浪河卡木魯克水文站大于30 a的洪水，為大洪水；卡拉蘇河卡拉蘇水文站大于50 a的洪水，為特大洪水；臺(tái)勒外丘克河拜城水文站大于3 a的洪水，為小洪水；木扎提河托克遜水文站大于30 a的洪水，為大洪水；黑孜河黑孜水文站大于20 a的洪水，為大洪水，見(jiàn)表4。

3 洪水成因

此次渭干河上游的多處水文站發(fā)生了有水文資料記載以來(lái)的歷史特大洪水，洪水成因主要是前期的高溫形成冰川雪水融化導(dǎo)致河道水量大增，之后又疊加大暴雨，產(chǎn)生了冰雪融水洪水與暴雨洪水的混合型洪水。此類(lèi)混合型洪水往往峰高量大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，造成的災(zāi)害大。特大洪水的發(fā)生往往是多種氣象因素綜合作用的結(jié)果。

表4 “8.1” 最大洪水定性等級(jí)劃分表 a

3.1 地面與高空氣溫影響

干流木扎提河上游山勢(shì)高聳，右側(cè)有兩座高山，一座為汗滕格里峰(海拔6 995 m)外，另一座為托木爾峰(海拔7 435.1 m)。由于高山的降水量十分豐沛，年降水量多在900 mm以上，這里是中國(guó)天山最大的冰川作用中心，木扎提河破城子水文站以上冰川面積覆蓋率達(dá)42.6%,為新疆主要河流中冰川面積覆蓋率最大的河流。

天山山區(qū)是新疆暴雨常發(fā)區(qū)，其暴雨中心路徑常是沿天山自西向東，有的始發(fā)于喀什、阿圖什以北地區(qū)，有的始發(fā)于伊犁河谷上游或阿克蘇北部山區(qū)，然后東經(jīng)渭干河、開(kāi)都河上游、巴侖臺(tái)和天池到北塔山出境。

受7月下旬2次高溫天氣影響，7月25-8月2日，高空氣溫總的趨勢(shì)是逐漸攀升態(tài)勢(shì)，0 ℃層高度達(dá)5 000 m以上高于歷年同期，比2015年偏低，7月31日500 hpa高空溫度在8時(shí)達(dá)負(fù)5℃，同站觀測(cè)到的日平均氣溫為24.1℃。7月31日開(kāi)始天山南坡大范圍降水，降水主要集中在阿克蘇地區(qū)北部山區(qū)的拜城縣和庫(kù)車(chē)縣，雨量達(dá)暴雨。

3.2 暴雨過(guò)程提供物質(zhì)基礎(chǔ)

從7月30日08時(shí)500 hpa 天氣圖上看，新疆西部位于槽前，受曖濕西南氣流控制，在有利地形抬升作用下，西太平洋副高繼續(xù)西伸北挺，伊朗副高繼續(xù)北上，在西太平洋副高有些衰退的情勢(shì)下，中亞副熱帶低槽東移北上，7月31 日受熱帶低糟分裂短波的影響出現(xiàn)了我區(qū)7月31～8月2 日的大范圍降水天氣過(guò)程，強(qiáng)降水幾乎覆蓋全疆范圍。由于渭干河流域深山區(qū)氣象測(cè)站較少，且水庫(kù)上游的水文、遙測(cè)雨量站點(diǎn)海拔高度均在3 000 m以下，在分析流域內(nèi)降水量時(shí)，淺山區(qū)到平原直接采用水文站點(diǎn)的6處觀測(cè)值，水文站監(jiān)測(cè)到7月31日8:00-8月2日8:00的雨量數(shù)據(jù)：木扎提河破城子水文站降雨10.5 mm ；卡木斯浪河卡木魯克水文站降雨32.4 mm；卡拉蘇河卡拉蘇水文站降雨11.2 mm；木扎提河托克遜水文站降雨8.6 mm；渭干河黑孜水庫(kù)降雨5.3 mm。

7月31日～8月2日，阿克蘇地區(qū)降水范圍廣、降水量及降水強(qiáng)度最大。東部拜城降水量18.0 mm，拜城的康其鄉(xiāng)黃山羊溝下大暴雨，庫(kù)車(chē)的大龍池降雨量高達(dá)57.1 mm,拜城10個(gè)區(qū)域站下大暴雨。

4 結(jié)語(yǔ)

能夠確定以上時(shí)段是大范圍降水。7月31～8月2日的大降水天氣是造成渭干河各支流在1日同時(shí)發(fā)生大洪水的主要因素。這次的降雨過(guò)程導(dǎo)致五條支流和渭干河干流最大洪峰流量超過(guò)防洪危險(xiǎn)流量標(biāo)準(zhǔn)的1～4.5倍，在渭干河流域歷史上也是罕見(jiàn)的。

[1]王順德，沈永平，段建軍，等.天山南坡渭干河流域地表水資源量及其變化趨勢(shì).冰川凍土.2010,32(6)：1211-1219.

2016-10-31

曹曉莉(1966-)，女，湖南衡陽(yáng)人，工程師，主要從事水文預(yù)報(bào)及水文分析工作。

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