周 進(jìn)

（運(yùn)城市水文水資源勘測(cè)分局 山西運(yùn)城 044000）

1958年7月15—17日涑水河流域普降暴雨，造成涑水河發(fā)生特大洪水，位于涑水河上游的呂莊水文站7月16日實(shí)測(cè)洪峰流量655 m3/s。而涑水河由于河道行洪能力不足，洪水在蓄滯洪區(qū)和伍姓湖大量蓄積，受此影響流域把口站張留莊水文站所測(cè)數(shù)據(jù)不能直接反映本次洪水的演進(jìn)過(guò)程。為研究涑水河流域暴雨洪水時(shí)空分布規(guī)律，彌補(bǔ)水文實(shí)測(cè)資料的不足，特針對(duì)本次洪水作歷史洪水調(diào)查。

1 涑水河流域概況

涑水河位于山西省運(yùn)城市境內(nèi)，發(fā)源于絳縣陳村峪，在永濟(jì)市獨(dú)頭村附近注入黃河。河道干流全長(zhǎng)220 km，流域面積5 545 km2，主要支流有洮水河、白沙河、姚暹渠等。屬黃河一級(jí)支流。

2 調(diào)查河段確定

張留莊水文站資料顯示，1958年沒(méi)有發(fā)生較大洪峰，但從7月16日開始來(lái)水明顯高于歷年同期平均值，直到1959年7月才恢復(fù)正常。由于張留莊站上游12 km處即是伍姓湖，因此可以確定7.16特大洪水在進(jìn)入伍姓湖后蓄積，之后用一年的時(shí)間緩慢排出。

伍姓湖的地表水來(lái)源有三處，分別是涑水河、姚暹渠與灣灣河。山西省水文總站曾于1957—1987年間設(shè)立伍姓湖水文站，分別在涑水河郭家莊段、姚暹渠常旗營(yíng)段、灣灣河常旗營(yíng)段與涑水河澗西村段設(shè)立測(cè)驗(yàn)斷面，并在馬鋪頭村設(shè)站觀測(cè)伍姓湖水位，現(xiàn)存有可靠的水文資料。但該站1958年全年停測(cè)。因此本次考證依托伍姓湖水文站和張留莊水文站資料進(jìn)行，野外調(diào)查圍繞伍姓湖設(shè)立四個(gè)調(diào)查河段，分別是涑水河郭家莊段、姚暹渠常旗營(yíng)段、灣灣河常旗營(yíng)段與伍姓湖容積段。

3 調(diào)查方法確定

1）在水文檔案和《水文年鑒》中查找各斷面的大斷面圖、水準(zhǔn)點(diǎn)位置、采用基面、伍姓湖容積曲線和雨量等資料；通過(guò)調(diào)查走訪確定各河段歷史洪水痕跡與洪峰時(shí)間；

2）對(duì)歷史洪水痕跡進(jìn)行高程測(cè)量，計(jì)算洪水比降；

3）使用水力學(xué)公式推求洪峰流量，在伍姓湖容積曲線上查得其歷史最大容積和歷史最大表面積；

4）根據(jù)伍姓湖馬鋪頭水位站和張留莊站資料推求本次洪水的徑流量。

伍姓湖水文站斷面分布圖見(jiàn)圖1。

圖1 伍姓湖水文站斷面分布圖

4 洪水過(guò)程調(diào)查

4.1 斷面與水準(zhǔn)點(diǎn)資料搜集

水文檔案記載有各斷面位置和水準(zhǔn)點(diǎn)高程，在后來(lái)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，各斷面水準(zhǔn)點(diǎn)除馬鋪頭水位站保存完好外，其余均已丟失。根據(jù)這一情況，在確保調(diào)查精度的前提下，為使調(diào)查成果與《水文年鑒》和山西省運(yùn)城市第二次水資源評(píng)價(jià)等相關(guān)成果銜接，決定將1958年姚暹渠斷面和灣灣河斷面高程換算為大沽基面高程，馬鋪頭站基面高程換算為黃?；娓叱蹋仪f斷面采用原假定基面高程。

4.2 歷史洪水位調(diào)查

本次調(diào)查共走訪10位當(dāng)?shù)卮迕?，年齡均在72歲以上，時(shí)年均超過(guò)12歲。被調(diào)查人一致對(duì)1958年洪水記憶深刻，稱此后再未見(jiàn)過(guò)如此大的洪水。被調(diào)查人均現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)洪水所到位置，據(jù)此都找到相應(yīng)的洪水痕跡。

《永濟(jì)市志》對(duì)此次洪水記載不多，僅記載“1958年秋姚暹渠在曾家營(yíng)村決口，淹沒(méi)農(nóng)田兩萬(wàn)畝”。

5 水面比降與洪水痕跡測(cè)量

因本次調(diào)查是在原伍姓湖水文站各斷面資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，故只對(duì)洪痕進(jìn)行測(cè)量，不測(cè)河道縱橫斷面。各斷面均設(shè)于河道順直處，現(xiàn)今雖形狀產(chǎn)生變化，但河道外耕地當(dāng)時(shí)就是水澆地，地形至今基本沒(méi)有變動(dòng)。因此各斷面水準(zhǔn)點(diǎn)選在原斷面上地形沒(méi)有變化的地方，其高程由原斷面圖上查得。

根據(jù)《水文調(diào)查規(guī)范》[1]，本次測(cè)量采用水文四等測(cè)量，在測(cè)量比降的同時(shí)對(duì)大斷面處洪痕施測(cè)以確定最高洪水位。高程成果取斷面兩側(cè)高程算術(shù)平均值，并據(jù)此算出比降。測(cè)量成果見(jiàn)下表1。

表1 伍姓湖水文站斷面測(cè)量成果表

6 洪峰時(shí)間、流量與洪量計(jì)算

6.1 洪峰時(shí)間

根據(jù)調(diào)查情況并結(jié)合雨量資料和水文資料分析，本次洪水過(guò)程自7月14日起至8月13日結(jié)束。伍姓湖站涑水河與姚暹渠洪峰日期為7月18日，灣灣河洪峰日期為7月14日，伍姓湖最低水位出現(xiàn)日期為7月12日，最高湖水位出現(xiàn)日期為8月7日，并且維持了10 d左右。張留莊站實(shí)測(cè)兩次洪峰，分別是7月16日3.26 m3/s和12月5日4.75 m3/s，前者是降雨形成的自然洪峰，后者是疏浚河道形成的人工洪峰。

6.2 洪峰流量和伍姓湖容積及表面積推算

各斷面洪峰流量計(jì)算均采用曼寧公式：Q=A·k/n·R2/3·S1/2。其中面積A與濕周的值根據(jù)斷面圖查算，k值為1，糙率n值按《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》[2]規(guī)定選用。伍姓湖容積及表面積由原容積曲線查得。見(jiàn)圖2，計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 伍姓湖水文站各斷面洪峰流量表

圖2 伍姓湖馬鋪頭水位站容積曲線

從圖2可知，伍姓湖最高水位345.96m時(shí)，湖水容積為3.05×107m3，表面積為21.7km2，最低水位343.85 m時(shí)，湖水容積為 0.38×107m3，表面積為 9.6 km2。

6.3 洪水徑流量推算

6.3.1 伍姓湖站徑流量

根據(jù)被調(diào)查人的敘述和歷年水文資料分析，本次洪水前涑水河與姚暹渠河干，灣灣河流量極小，可以忽略不計(jì)，洪水時(shí)段內(nèi)也沒(méi)有有效降雨。據(jù)此可根據(jù)如下公式計(jì)算本次洪水時(shí)段內(nèi)伍姓湖水文站總徑流量：

式中：Q總——伍姓湖三條支流的總徑流量，107m3；

Q湖蓄變——湖最大與最小容積之差，107m3；

Q出湖——張留莊站7月14—8月13日徑流量割去基流與后期降雨形成的徑流量后所得值，107m3；

E湖——湖水面積上的蒸發(fā)量，為湖最大與最小表面積的均值和洪水時(shí)段內(nèi)的蒸發(fā)量（144 mm）之積，107m3；

E浸——湖周邊浸潤(rùn)帶的散發(fā)量，107m3；

P湖——湖面降水量，107m3；

Q滲補(bǔ)——湖水滲漏補(bǔ)給量，107m3。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算公式右側(cè)各參數(shù)的值：

Q湖蓄變=3.05-0.38=2.67×107m3；

Q出湖=0.097×107m3；

E湖=（21.7+9.6）/2×1 000 000×144 ×0.001=0.226×107m3。

根據(jù)《山西省運(yùn)城市第二次水資源調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告》中伍姓湖與地下水互補(bǔ)關(guān)系微弱的結(jié)論，加之歷時(shí)較短故不統(tǒng)計(jì)湖周邊浸潤(rùn)帶的散發(fā)量、湖面降水量和湖水滲漏補(bǔ)給量。

將各值代入公式：

Q總=2.67+0.097+0.226=2.99×107m3。

6.3.2 張留莊站徑流量

根據(jù)實(shí)測(cè)資料在割去基流與后期降雨所形成的徑流量后總徑流量為4.29×107m3。這一數(shù)值當(dāng)中還包括伍姓湖站后期徑流量，加之行洪時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能作為準(zhǔn)確值使用。但因伍姓湖站后期徑流量很小，該值可作為參考值使用。

6.4 重現(xiàn)期確定

由于伍姓湖站資料系列不足，本次洪水也未在張留莊斷面形成較大洪峰，無(wú)法用流量系列計(jì)算重現(xiàn)期，而涑水河流域暴雨洪水相關(guān)程度較高，所以本次洪水重現(xiàn)期采用雨量系列進(jìn)行計(jì)算，以此代表7.16洪水的重現(xiàn)期。

本次暴雨主要集中在7月15—17日，因此雨量以3日量為單位進(jìn)行計(jì)算。在《山西省水文計(jì)算手冊(cè)》上查得冷口站3日點(diǎn)暴雨均線和CV值，其中X=80.2mm，CV=0.55，CS/CV=2.0，經(jīng)計(jì)算 P=1%時(shí) 3日雨量為216.4 mm，冷口站實(shí)測(cè)3日點(diǎn)雨量為241.4 mm，據(jù)此可推斷該雨量達(dá)100年一遇，即本次洪水重現(xiàn)期為100年一遇。

7 調(diào)查成果合理性分析

7.1 洪痕、水面比降可靠性分析

本次調(diào)查走訪了多位親歷者，每個(gè)被調(diào)查人都找來(lái)了多位親歷者共同回憶，同時(shí)親臨現(xiàn)場(chǎng)指認(rèn)洪痕，相關(guān)敘述得到了水文資料證實(shí)，敘述可信程度較高。

水面比降測(cè)量成果顯示河道兩側(cè)水面線均呈直線且平行，同時(shí)還有原斷面資料支撐。根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)》洪痕可靠度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，確定洪痕及水面比降成果可靠。

7.2 成果合理性分析

本次調(diào)查是在伍姓湖站和張留莊站資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，洪痕調(diào)查及高程測(cè)量結(jié)果可靠，將調(diào)查成果與實(shí)測(cè)水文資料進(jìn)行分析對(duì)比后未見(jiàn)沖突且相互銜接，可認(rèn)為本次調(diào)查成果合理。