張畢元

摘要：為科學(xué)防御暴雨洪水自然災(zāi)害，最大限度地減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失，以湖北通城縣“2011.6.10”暴雨為研究對象，分析了暴雨洪水特性，計(jì)算了暴雨洪水重現(xiàn)期，論證了洪水水位流量的非一致性及其影響因素，同時(shí)提出了應(yīng)對暴雨洪水的措施。研究表明，此次災(zāi)害形成的主要原因?yàn)楸┯陱?qiáng)度大、總量大，洪水重現(xiàn)期長，城區(qū)河段河道行洪斷面壓縮，水工建筑物阻水，導(dǎo)致洪峰水位抬高，加重了災(zāi)害損失。

關(guān)鍵詞：暴雨洪水;重現(xiàn)期;洪水非一致性;湖北通城

中圖法分類號：TVl22.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.05.005

通城縣位于湖北省東南部，湘鄂贛3省交界處，是咸寧、岳陽、九江金三角中心交匯點(diǎn)。通城屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，是湖北的暴雨中心之一。2011年6月10日01：00-06：00，通城經(jīng)歷了7個(gè)月特大旱災(zāi)之后，突遭特大暴雨洪水襲擊，強(qiáng)降雨觸發(fā)山洪、山體滑坡、泥石流，導(dǎo)致城關(guān)一片汪洋，山區(qū)農(nóng)村上千座房屋倒塌，通信、供電、交通一度中斷，主要工業(yè)企業(yè)停產(chǎn)，商店停業(yè)，學(xué)校停課。通城縣啟動(dòng)了防汛一級應(yīng)急響應(yīng)。此次暴雨洪水導(dǎo)致23人死亡，10人失蹤，100余人受傷，6萬居民被困，全縣38萬人受災(zāi)，受災(zāi)農(nóng)田占全縣農(nóng)田總面積的83%，直接經(jīng)濟(jì)損失超過13億元。通城“2011.6.10”暴雨洪水災(zāi)害損失為有實(shí)測資料記錄以來最嚴(yán)重的一次。隨著資料的收集積累及不斷深入分析研究，對暴雨洪水災(zāi)害進(jìn)行了反思，以汲取有益的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

1流域概況

雋水位于陸水干流上游，發(fā)源于幕阜山麓通城縣潭下界頭義方?jīng)_，流經(jīng)通城縣城區(qū)，經(jīng)崇陽縣境入陸水水庫。通城縣城以上流域呈扇形，山巒起伏，群峰疊嶂，有大小山嶺30余座，山體面積占60.5%，丘陵占23.0%，平畈面積占16.5%。流域最高主峰白旗坳山峰海拔957m，至水文站斷面最大落差達(dá)867m。流域地質(zhì)絕大部分屬花崗巖，占流域面積的89.2%，粘土面積占10.3%，接角片巖花巖帶面積占0.5%。流域內(nèi)植被情況較好，主要為松樹、杉雜木林。森林面積占流域面積的56.5%，水田占14.8%，旱地占6.0%，荒山占10.4%。雋水屬山溪性河流，洪水暴漲暴落。

1958年6月，湖北省水文部門在雋水通城縣城關(guān)設(shè)立通城水文站，集水面積224km，為鄂南山區(qū)山溪性區(qū)域代表站，收集系列水文資料至今。通城站測驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水量、蒸發(fā)量及水質(zhì)，為陸水水庫調(diào)度運(yùn)用和通城、崇陽兩縣防洪抗旱提供水雨情報(bào)及預(yù)報(bào)工作。上游設(shè)有百丈潭（水庫）、施家塅、琉璃坳3個(gè)基本雨量站，雨量全部自動(dòng)采集、傳輸，其中百丈潭水庫建有庫水位自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測資料統(tǒng)計(jì)，流域多年平均降水量1620mm，通城站多年平均徑流量1.905億m。

通城水文站以上流域共修建百丈潭中型水庫1座，神龍坪、楊泗廟、尖山、夏江源等?。ㄒ唬┬退畮?座，團(tuán)林等?。ǘ┬退畮?3座。水庫集水面積83.3km，占站以上流域面積的37.2%;總庫容2 462萬m，占多年平均徑流量的12.9%。

雋水通城城區(qū)河段已建跨河橋梁8座，其中6座跨越雋水干流。為改善城市景觀，有關(guān)部門在通城站斷面下游1.5km處建有1座攔河壩，堰頂高程為88.83m，翻板高度為3m，設(shè)計(jì)翻壩水位為92.30m，當(dāng)水位達(dá)到92.30m時(shí)，翻板將自動(dòng)開啟，下泄洪水。通城站流域及水文站網(wǎng)見圖l。

2暴雨

2.1暴雨實(shí)況

受副熱帶高壓穩(wěn)定少動(dòng)影響，2010年10月中旬以來，通城地區(qū)氣候異常，出現(xiàn)了歷史上少有的旱災(zāi)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水告急，堰塘干涸，部分水庫水位消落至死水位。如上游百丈潭中型水庫（集水面積21.5km）2011年6月10日03：00水位為418.47m，比正常蓄水位低17.53m。即使歷經(jīng)6月10日暴雨洪水，水庫攔蓄洪水321.5萬m，庫水位上漲8.01m，6月12日24：00水庫水位蓄至426.48m，仍比開敞式溢洪道的堰頂高程（436m）低9.52 m。

2011年6月10日，受副熱帶高壓、北方冷空氣和地形共同影響，通城一帶發(fā)生罕見的暴雨，水文站及以上3個(gè)雨量站降水量均達(dá)到特大暴雨級別，形成罕見的旱澇急轉(zhuǎn)態(tài)勢。9～10日2d過程面雨量達(dá)272.5mm。根據(jù)監(jiān)測資料分析，暴雨走向基本上從下游向上游移動(dòng)，6月10日通城站最大降雨強(qiáng)度出現(xiàn)在01：00～02：00，琉璃坳站出現(xiàn)在02：00～03：00，施家塅、百丈潭兩站出現(xiàn)在04：00～05：00。從表1可知，暴雨走向不利于形成最大洪峰，因此暴雨時(shí)空分布并非最惡劣組合。

2.2暴雨重現(xiàn)期計(jì)算

本次降雨為流域暴雨，各站量級相對均勻，故選取資料系列長且能滿足時(shí)段分析要求的通城站作頻率計(jì)算。采用皮爾遜Ⅲ型曲線（PearsonⅢ）（見表2）對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行適線，各時(shí)段參數(shù)及代表頻率設(shè)計(jì)成果見表3，其中本次觀測值采用水文年鑒匯編成果。

從表3可知，6月10日通城站1h暴雨為88mm，對應(yīng)頻率約為3.3%，即重現(xiàn)期為30a。同理內(nèi)插可得，6h重現(xiàn)期為60a，24h重現(xiàn)期小于30a。根據(jù)計(jì)算，該站造峰歷時(shí)約6h，因此可以認(rèn)為本次暴雨重現(xiàn)期為60a。

3洪水

3.1洪水實(shí)況

受強(qiáng)降水影響，通城站水位從2011年6月10日0：50開始上漲，幾乎與降水同步（見圖2）。2：50水位上漲至設(shè)計(jì)翻板水位92.30m，4：25～4：50水位急劇上漲1.33m，漲率達(dá)3.19m/h。07：10水位到達(dá)峰頂97.46m，洪峰持續(xù)15rain?！?010.6.10”洪水漲水歷時(shí)6h 20min，水位變幅6.33m，流量由6.78m/s劇增至1370m/s，漲水過程翻板壩阻水導(dǎo)致上游水位抬高，加劇了城區(qū)洪水淹沒損失。

根據(jù)上游百丈潭中型水庫監(jiān)測資料反推入庫洪水，06：40最大進(jìn)庫流量264m/s，04：55～05：00庫水位上漲0.28m，最大漲率達(dá)3.36m/h，水庫攔蓄水量321.5萬m，未溢洪。

6月10-24日，通城站斷面實(shí)測洪水總量為0.7189億m，徑流系數(shù)0.74。本次暴雨強(qiáng)度大，但前期土壤含水率小，部分徑流入滲，加之水庫攔蓄部分徑流，降低了洪峰流量和洪水總量，否則會形成更大洪水。

此次洪水過程中，神龍坪等水庫溢洪，治全水庫大水漫壩，百丈潭等水庫水電站受損嚴(yán)重，決口河堤70處，總長5000m。致使通城縣城關(guān)被淹，大部分地區(qū)積水1m多深，最深處達(dá)2～3m，部分居民住房進(jìn)水1m多深，縣城內(nèi)道路不能通行，6萬多城關(guān)居民被水圍困，城里所有的橋都看不到橋面。通城縣啟動(dòng)了防汛一級應(yīng)急響應(yīng)，但仍然遭受了重大損失。

3.2洪峰流量重現(xiàn)期

洪峰流量重現(xiàn)期仍采用皮爾遜Ⅲ型曲線適線推求。為提高成果計(jì)算精度，加入歷史洪水調(diào)查資料。

確定經(jīng)驗(yàn)頻率和統(tǒng)計(jì)參數(shù)需按照不連續(xù)序列的公式計(jì)算。實(shí)測系列的經(jīng)驗(yàn)頻率Pm、特大值的經(jīng)驗(yàn)頻率Pm，計(jì)算公式分別為

擬合曲線參數(shù)時(shí)，先用矩法初估統(tǒng)計(jì)參數(shù)，再用適線法（配線法）調(diào)整。利用皮爾遜Ⅲ型曲線進(jìn)行適線，確定各頻率設(shè)計(jì)值，配線參數(shù)及設(shè)計(jì)流量成果分別見表5-6。

3.3水位壅高及原因分析

3.3.1水位壅高計(jì)算

為分析“2011.6.10”洪水水位壅高，分別點(diǎn)繪1984年前水位一流量綜合線和2011年6月實(shí)測成果，見圖3。

“2011.6.10”通城站實(shí)測最高洪水位97.45m，而根據(jù)洪峰流量查得綜合線水位為96.06m，說明本次.洪峰水位抬高1.39m。

3.3.2水位壅高原因分析

（1）河道斷面壓縮。為了土地利用和城市景觀建設(shè)需要，1976～1984年雋水通城城區(qū)段進(jìn)行了綜合整治，主要是開挖了中泓河槽和壓縮河面寬度，見圖4。

以2011年6月最高水位97.50m計(jì)算，與1972年實(shí)測成果比較，河道壓縮寬度和面積減小值見表7。

從表7可知，與1972年相比，2011年通城站測流斷面河寬壓縮75.6m，這是導(dǎo)致過洪能力急劇下降的主要因素。以2011年6月1日最高水位計(jì)算，過水面積減小228m，減小幅度達(dá)25.3%。

（2）涉水工程阻水。雋水通城城區(qū)河段已建跨河橋梁8座，其中6座跨越雋水干流，橋梁在中高水位對水流的阻礙作用不容忽視，特別是當(dāng)上游水流夾雜大量漂浮物時(shí)，橋墩攔截漂浮物減小過水?dāng)嗝?，抬高上游水位，并且可能改變流態(tài)，使河道發(fā)生不利變形。

（3）攔河壩工程阻水。2002年，在通城站斷面下游1.5km處建有1座翻板攔河壩，堰頂高程88.83m，翻板高度為3m，設(shè)計(jì)翻壩水位為92.30m，即當(dāng)水位達(dá)到92.30m時(shí)，翻板將自動(dòng)開啟，下泄洪水。翻板攔河壩本身為阻水工程，遇短歷時(shí)強(qiáng)暴雨突襲，水位未到達(dá)翻板高度前進(jìn)行洪水預(yù)泄會嚴(yán)重影響行洪。

顯然，2011年通城河段水位抬高加劇洪水淹沒損失是河道斷面壓縮、涉水工程阻水以及攔河壩工程運(yùn)行疊加影響所致。

4啟示與建議

通城縣“2011.6.10”暴雨洪水是通城水文站實(shí)測最為典型的暴雨洪水，通過暴雨洪水的測報(bào)和雨情、水情、災(zāi)情分析，可以得到如下啟示。

（1）暴雨洪水屬于隨機(jī)事件，隨著全球氣候變化，極端天氣有頻發(fā)趨勢。本次暴雨洪水是典型的旱澇急轉(zhuǎn)，特別是前期長期干旱，防汛意識有所淡化，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的災(zāi)害。

（2）必須秉持科學(xué)的治水理念，做到人水和諧，給洪水出路?！?011.6.10”暴雨洪水給城區(qū)造成巨大損失，其部分原因是暴雨強(qiáng)度大、洪水量級大，更重要的原因是人為壓縮河道、橋梁工程阻水、攔河壩工程阻水及翻板壩故障等因素疊加影響，嚴(yán)重削弱河道行洪能力引起河道水位抬高所致。因此，要以全面推行河長制為契機(jī)，依法劃定水域岸線，拆除洪障工程，提高河流防洪標(biāo)準(zhǔn)。對在河道上興建橋梁、碼頭、管道穿越等非防洪工程時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化涉水工程洪水影響評價(jià)論證，嚴(yán)格履行審批手續(xù)。

（3）科學(xué)應(yīng)對超標(biāo)準(zhǔn)洪水，開展河道水位、流量非一致性專題技術(shù)研究。實(shí)時(shí)修訂城區(qū)防洪應(yīng)急預(yù)案，并做好應(yīng)急演練，適時(shí)排查和消除防洪設(shè)施安全隱患。依據(jù)《防洪法》，在緊急防汛期，按規(guī)定程序報(bào)批，對壅水、阻水嚴(yán)重的橋梁、引道、碼頭和其他跨河工程設(shè)施作出緊急處置。

（4）以人為本，重視中小河流非工程措施建設(shè)。要超前防范強(qiáng)降雨，細(xì)化各類防汛搶險(xiǎn)救災(zāi)預(yù)案，提前做好各項(xiàng)防御工作;強(qiáng)化水文氣象預(yù)警預(yù)報(bào)，通過短信、廣播、電視等方式，及時(shí)通報(bào)雨情、水情、險(xiǎn)情信息和交通狀況，及時(shí)組織群眾安全轉(zhuǎn)移，最大限度地減少洪水對人民生命財(cái)產(chǎn)造成的損失。