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        賀蘭山東麓“8·21”暴雨洪水分析

        2017-12-20 10:52:07
        地下水 2017年5期
        關(guān)鍵詞:賀蘭賀蘭山洪峰流量

        (寧夏水文水資源勘測(cè)局,寧夏 銀川 750001)

        賀蘭山東麓“8·21”暴雨洪水分析

        藺海紅

        (寧夏水文水資源勘測(cè)局,寧夏 銀川 750001)

        2016年8月21日,賀蘭山局地降大到暴雨,單站最大日降雨量為蘇峪口溝石灰窯站日降水量達(dá)227.0 mm。受強(qiáng)降雨影響,賀蘭山中北部地區(qū)多條溝道發(fā)生超保洪水,繼1998年以來最大洪水過程。此次洪水峰高、量大、歷史短,洪水造成部分水文設(shè)施損毀,農(nóng)田受淹、道路及水利設(shè)施被沖毀。根據(jù)流域內(nèi)設(shè)立的雨量站、水文站所監(jiān)測(cè)到的降水資料,對(duì)此次洪水進(jìn)行調(diào)查分析,為賀蘭山東麓防洪治洪提出建議。

        賀蘭山東麓;暴雨洪水;防洪

        根據(jù)《寧夏暴雨洪水圖集》、《寧夏干旱半干旱小流域暴雨洪水泥沙研究》產(chǎn)流分區(qū),賀蘭山銀川段溝道流域?qū)儆诎敫珊祬^(qū),為典型的超滲產(chǎn)流區(qū)。由于本次降雨強(qiáng)度大,歷時(shí)較短,且時(shí)空分布相對(duì)集中,大部分賀蘭山溝道形成均洪水過程,整個(gè)洪水過程陡漲陡落,峰型尖瘦,并伴有泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

        1 流域概況

        賀蘭山位于寧夏回族自治區(qū)北部,是青銅峽灌區(qū)的天然屏障,既可以阻擋西麓寒流及風(fēng)沙對(duì)灌區(qū)的侵襲,又能攔截東麓暖濕空氣并使其抬升形成地形雨。山脈大致呈西南、東北向,與黃河流向平行,全長(zhǎng)200多千米,寬約30 km,主峰海拔3 556 m。賀蘭山東麓山勢(shì)陡峭,多為石質(zhì)山區(qū),土層薄,植被稀疏,溝道發(fā)育,多呈長(zhǎng)條形,東麓除最北部的3條溝道直接入黃河外,其它溝道在小洪水時(shí)呈漫流損失于洪積坡地上,大洪水時(shí)則匯入坡地下部的渠道、排水溝或湖、攔洪庫等,山洪危害較大。東麓有大小山洪溝67條,山地總面積3 663 km2。溝道集水面積大于50 km2的有13條,大于30 km2的有20條,大武口溝最大,集水面積為576 km2。山洪溝道多為季節(jié)性河道,少數(shù)溝道有常流水,多數(shù)溝道除發(fā)洪水外常年溝干。年平均降水量200~400 mm,年徑流深5~40 mm,且隨高程增加而增大,降雨多以暴雨形式出現(xiàn),24 h暴雨均值40~70 mm,發(fā)生時(shí)間大多集中在7、8月,洪水也相應(yīng)發(fā)生在7、8月。賀蘭山地區(qū)局地性突發(fā)暴雨較多,洪水暴漲暴落,峰型尖瘦,歷時(shí)短,一般幾小時(shí)至一天。

        2 暴雨分析

        2.1 暴雨成因

        本次暴雨受擴(kuò)散東移冷空氣和副高偏南暖濕氣流的共同影響,加之賀蘭山地形抬升的影響,造成賀蘭山中北段降大到暴雨,局地降特大暴雨。其中賀蘭山插旗口溝雨量站實(shí)測(cè)最大1 h降雨量112.0 mm,單站最大日降雨量為蘇峪口溝石灰窯站日降水量達(dá)227.0 mm。

        2.2 暴雨籠罩面積

        賀蘭山“8·21”銀川段暴雨在此次調(diào)查范圍內(nèi)降水總量6 751萬 m3。降雨等值線200~150 mm籠罩面積126.0 km2,計(jì)算雨量175 mm,降雨總量2 205萬 m3;150—100籠罩面積183 km2,計(jì)算雨量125 mm,降雨總量2 288萬 m3;100~50 mm,籠罩面積145 km2,計(jì)算雨量75 mm,降雨總量1 088萬 m3;50~10 mm籠罩面積390 km2,計(jì)算雨量30 mm,降雨總量1 170萬 m3。合計(jì)總降雨量為6 751萬 m3。

        表1 “8·21”暴雨籠罩面積表

        從表1可以得知本次降水大于10 mm的降雨籠罩面積為844 km2,降水總量為6 751萬 m3。統(tǒng)計(jì)區(qū)域?yàn)橘R蘭山西至西側(cè)分水嶺,東至西干渠10 mm降雨等值線,南至永寧縣與青銅峽分界線,北至賀蘭山與平羅分界線。暴雨中心為蘇峪口水文站上游石灰窯雨量站附近,降雨量為227 mm。從賀蘭山“8·21”暴雨等值線圖可以看出,本次降水高值區(qū)(100 mm)與賀蘭山高山區(qū)基本吻合。

        2.3 暴雨稀遇程度

        根據(jù)蘇峪口及磷礦不同時(shí)段長(zhǎng)系列自記雨量資料,經(jīng)PIII型頻率曲線適線(見表2~表4)。

        3 洪水分析

        受強(qiáng)降雨影響,8月21-22日賀蘭山東麓大部分溝道發(fā)生洪水過程,其中拜寺口溝、蘇峪口溝、賀蘭口溝、插旗口溝等發(fā)生較大洪水。以拜寺口溝為界限,沿山溝道洪水及降雨均呈現(xiàn)南少北多、南小北大的態(tài)勢(shì),各溝道洪水歷時(shí)較短,洪水過程陡漲陡落,峰高量大,破壞性極強(qiáng),滾蘇路、鎮(zhèn)蘇路多處過水路面被沖毀或發(fā)生泥石流淤積、堵塞。

        表2 “8·21”暴雨蘇峪口、磷礦雨量站不同時(shí)段降雨量重現(xiàn)期 mm

        表3 “8·21”暴雨 1小時(shí)暴雨頻率計(jì)算

        表4 “8·21”暴雨6小時(shí)暴雨頻率計(jì)算

        3.1 蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪水過程

        受強(qiáng)降雨影響賀蘭山銀川段沿山溝道從8月21日19:50之后開始出現(xiàn)洪水。22:12蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪峰流量300 m3/s,8月22日00:12實(shí)測(cè)洪峰流量310 m3/s,01:16實(shí)測(cè)洪峰流量431 m3/s,之后開始下落,洪水歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)9 h,洪量270.6萬 m3。

        圖1 蘇峪口水文站洪水過程線圖

        3.2 洪水重現(xiàn)期分析

        蘇峪口水文站于1971年設(shè)站至今,至今已有46年系列觀測(cè)資料,賀蘭口溝為定點(diǎn)洪水調(diào)查斷面,自1979年設(shè)站至今,已有38年系列調(diào)查資料。以上兩站資料系列代表性較好,本次分析重現(xiàn)期采用以上兩站資料進(jìn)行分析。

        用蘇峪口水文站、賀蘭口洪水調(diào)查斷面歷年最大實(shí)測(cè)和調(diào)查洪峰流量資料點(diǎn)繪頻率曲線,采用PⅢ型頻率曲線,Cs/Cv采用3.0倍,經(jīng)適線后對(duì)Cv值稍作調(diào)整,蘇峪口、賀蘭口兩站PⅢ型頻率曲線適線成果見表5,不同頻率的洪峰流量見表6。

        表5 蘇峪口水文站及賀蘭口洪水調(diào)查斷面PⅢ型頻率曲線適線成果

        2016年8月22日01:16蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪峰流量431 m3/s,賀蘭口溝調(diào)查洪峰流量428 m3/s,從適線成果分析確定,賀蘭山東麓“8·21”洪水中,蘇峪口溝洪水重現(xiàn)期為50 a一遇,賀蘭口溝洪水重現(xiàn)期為70 a一遇。

        賀蘭縣境內(nèi)賀蘭山東麓各主要溝道8·21洪峰流量頻率見表5。

        表6 賀蘭山東麓主要溝道“8·21”洪峰流量頻率成果

        4 洪水計(jì)算成果分析

        賀蘭山銀川段“8·21”暴雨洪水,經(jīng)調(diào)查整理計(jì)算分析各項(xiàng)指標(biāo)是合理的。總體呈現(xiàn)出南小、中大、北小的分布規(guī)律,降水籠罩面積為844 km2,降水總量為6 751萬 m3左右,各溝道產(chǎn)生的洪水總量為1 368萬 m3左右,整個(gè)暴雨籠罩的區(qū)域的平均徑流系數(shù)0.20,符合賀蘭山區(qū)特性。綜合分析調(diào)查成果合理可靠。

        5 結(jié)語

        賀蘭山“8·21”特大暴雨洪水,發(fā)生時(shí)間自98年5月20日歷史記錄以來罕見洪水過程,造成的洪水災(zāi)害損失大,水利工程水毀較為嚴(yán)重。尤其是西夏區(qū)和賀蘭縣沿線導(dǎo)洪堤大多為20 a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),低于此次洪水行洪能力。因此建議今后修建水利防洪工程,要考慮超保洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)滯洪區(qū)的淤積要及時(shí)復(fù)核進(jìn)行加固,同時(shí)加強(qiáng)滯洪區(qū)的管理和水文測(cè)報(bào)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),發(fā)揮水文情報(bào)工作、預(yù)報(bào)工作在防洪減災(zāi)的作用。

        TV122+.1

        B

        1004-1184(2017)05-0144-02

        2017-04-06

        藺海紅(1986-),男,陜西靖邊人,助理工程師,主要從事水文水資源勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。

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