張強華
(甘肅省平涼水文水資源勘測局,甘肅平涼744000)
靈臺縣位于隴東黃土高原南緣,地勢西北高、東南低,海拔在890~1520 m,地處東經107°00′~107°57′、北緯34°14′~35°14′。境內有一塬(什字塬)一山(南部山區(qū))兩川(達溪川區(qū)、黑河川區(qū)),全境東西長78 km,南北寬40 km,總面積2 038 km2。東南與陜西長武、彬縣、千陽、麟游、隴縣接壤,西北與甘肅省崇信、涇川縣毗鄰。
靈臺縣屬隴東黃土高原丘陵溝壑區(qū),縣境內地勢自西向東南傾斜,西北高,東南低。地貌為黃土高原溝壑區(qū),可分為山丘區(qū)、旱山區(qū)、河谷川臺區(qū)、旱塬區(qū)4 個類型。
主要分布在西南陰濕山區(qū),海拔高程1100~1400 m,占全縣總面積的37.3%,區(qū)內山嶺起伏,山巒重疊,溝道狹窄,天然林草茂密,植被較好。
主要分布在河谷川區(qū)和高塬區(qū)之間的山坡地帶,海拔高度950~1 400 m,全縣均有分布,面積較大,占全縣總面積的43.5%,區(qū)內溝壑縱橫,地形坡度大,植被較差,水土流失嚴重。
主要分布在達溪河和黑河及其支流兩岸,海拔高程890~1 200 m,面積0.8 萬hm2,占全縣總面積的4%,區(qū)內地勢由西向東傾斜,西高東低,地貌屬河漫灘階地類型,分布有一、二、三級階地。土地比較平坦,土壤為淤積和黑壚土,土質肥沃,是靈臺縣糧食作物的高產區(qū),也是主要的水利自流引灌區(qū)。
除山丘區(qū)的中臺、百里以外,其余11 個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))均有分布。海拔高度1 100~1 490 m,面積為3.01 萬hm2,占全縣總面積的15.1%。本區(qū)由于達溪河、黑河、蒲河、史家河、澗河的切割,又分成邵寨、新開、蒲窩、什字、星火、木林及牛宅等大小不同的7 個塬面,其中什字塬面積最大,約占塬區(qū)總面積的60%,達溪河以北的塬面由西向東傾斜,西高東低,達溪河以南的邵寨、新開、蒲窩塬面則由南向北傾斜,塬面地勢平坦,土層深厚,條田平整,水土流失小,土質以黃綿土為主,是農業(yè)生產的主要基地。
靈臺縣地處大陸腹地,屬典型的大陸性高原氣候特征,冬季時間長,寒冷;春季風多雨少,冷暖異常,多寒潮;夏季時間短,涼爽,雨水集中,多洪雹;秋季氣溫漸降,陰雨連綿,多云霧。
靈臺縣境內有達溪河、黑河2 條較大河流,均系涇河水系,流向從西到東,其他支流呈羽狀分布在2條主要河流兩翼,流域面積為3 991 m2,其中縣境內流域面積為1 992 m2,多年平均徑流量8 815.17 萬m3。2條河流有年徑流量100 萬m3以上的一級支流28條,較大支溝9 條,另外尚有數量不少的澗溪山泉在丘陵河谷、殘塬溝壑之間星羅棋布。
達溪河是靈臺縣唯一較大的河流,發(fā)源于陜西省隴縣小隴山東麓,屬黑河一級支流,為常年性河流。達溪河南支溝發(fā)育,多源于陰濕山地和流經矮小灌木叢林地區(qū)。北側支溝不發(fā)育,南北兩側由過河川、南河、鄧家川、澗河、蒲河、史家河等32 條支流和溝水匯入。達溪河自西向東橫穿全境,在靈臺縣境內流程85 km。達溪河張家溝出境斷面流域面積2 485 km2,年平均徑流量1.516 4 億m3,流經龍門鄉(xiāng)、百里鄉(xiāng)和靈臺縣城東出縣境進入陜西省境內,多年平均輸沙量129 萬t。
黑河屬涇河一級支流,發(fā)源于華亭上關鄉(xiāng),流經崇信縣、靈臺縣、涇川縣,于響河進入陜西省長武縣,至長武縣亭口鎮(zhèn)流入涇河。河源處海拔高程1 800 m,全長168 km,總流域面積4 259 km2,多年平均徑流量2.5 億m3。黑河在靈臺縣境內河長29 km,流域面積623.6 km2,多年平均徑流量2 856.2 萬m3。
“8·16”暴雨首先是水汽條件,底層濕度條件較好;其次是熱升條件,切變線位于蘭州—白銀—定西—平涼—慶陽一帶;最后是不穩(wěn)定條件,上干下濕,上冷下暖。加之該地區(qū)前期維持高溫,熱量的前期積累較好,由此引發(fā)了這次局地強降水天氣。
2020 年8 月15 日14∶00 開始至8 月17 日15∶00 結束,主要降水過程集中在8 月15 日14∶00—8 月17 日15∶00。降雨量統(tǒng)計見表1。5.2 暴雨時空分布
這次強降水從8 月15 日14∶00 開始至8 月17 日15∶00 結束。暴雨中心位于達溪河靈臺縣杜家川至靈臺縣城,日降水最多達75.1 mm;降水呈帶狀分布在達溪河的上游;降水過程由暴雨中心逐漸朝西南和正東方向移動并增加,也就是降雨過程上游向下游發(fā)展,上游降水小于下游降水,明顯看出西南最邊緣的杜家川降水為33.6 mm,東南最邊緣的靈臺降水為75.1 mm。
暴雨強度大、覆蓋面廣。一是本次降水過程主要集中在8 月16 日14∶00—17∶00 時的15~20 min 之內,20 min 暴雨中心李家灣雨量達32.0 mm,而杜家川降雨量33.6 mm,楊新莊降雨量42.0 mm,百里降雨量41.0 mm,坷臺降雨量74.5 mm,靈臺降雨量75.1 mm,20min 降雨量達到日降水量的100%。暴雨中心特征更為明顯。二是暴雨中心為靈臺縣,沿杜家川—楊新莊—百里—坷臺—靈臺縣。經分析計算,這次降水的重現期為50 年,8 月16 日日降水量等值線見圖1。
8 月15 日14 時流域開始降雨,使得靈臺水文站水位陡漲。8 月15 日14 時,水位969.57 m,流量為8.24 m3/s;16 日5 時48 分,水位為970.02 m,流量為20.1 m3/s;16 日8 時42 分,水位為970.37 m,洪峰流量為41.7 m3/s;16 日12 時30 分,水位為970.59 m,洪峰流量為97.0 m3/s;16 日15 時48 分,水位為971.12 m,洪峰流量為258 m3/s;16 日18 時42 分,水位為971.37 m,洪峰流量為338 m3/s;8 日16時22 分,水位為971.47 m,洪峰流量為378 m3/s;17 日0 時12 分,水位為971.62 m,洪峰流量為444 m3/s;17日6 時24 分,洪水基本回落,水位為971.4 m,洪峰流量為338 m3/s,水位變幅達2.05 m。
表1 降雨量統(tǒng)計
圖1 達溪河流域降雨量等值線圖
達溪河流域屬山溪性暴落暴漲河流,基上167 m處有1 座公路橋,基下243 m、基下406 m 各有1 座自控翻板閘,自控翻板閘蓄水時,回水及對基本水尺水位有一定影響。加之“8·16”暴雨強度大,歷時短,水勢急。因此,匯流歷時短,翻板閘影響洪水起漲急劇,該次洪水產流速度快,形成的洪峰快且集中,陡漲陡落,詳見表2。
經過對靈臺水文站歷年(1993—2020 年)27 年實測最大流量進行頻率計算,洪水調查河段特征值計算見表3。
8 月15—18 日靈臺縣境內出現持續(xù)強降雨天氣,引發(fā)洪澇災害。經進一步核查統(tǒng)計:農作物方面,造成星火、邵寨、梁原、百里4 個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))37 村1 353戶4 757 人636 hm2玉米受災,其中成災636 hm2?;A設施方面,其中,道路橋梁設施:造成全縣農村公路受損9.66 km,路基塌方19 739.1 m3,沖毀路面2 129 m2,沖毀防護278.5 m3,山體滑坡4 070 m3,橋梁受損27 座281 延米,涵洞受損2 道23 延米,排水渠等受損5696m;水利設施:損毀河堤2 處1165 m,毀壞飲水工程供電設施設備22 臺(套),管道8 處2 620 m,蓄水設施7 處;市政設施:排水管道淤積堵塞2 527 m,城區(qū)公廁坍塌1 座,生活垃圾填埋場塌方堵塞17 807 m3,滑坡塌陷779 m,損毀圍墻及截洪渠等411 m,進場道路塌陷60 m,損壞其他附屬設施61 處。本次災害共造成直接經濟損失2 511.2 萬元,其中農業(yè)經濟損失381 萬元,基礎設施經濟損失2 130.2 萬元。災情發(fā)生后,縣委、縣政府高度重視,縣委主要領導立即作出批示安排,縣政府主要領導、縣委縣政府分管領導帶領縣應急、水務、自然資源、交通、住建、農業(yè)農村及財險公司等部門單位,第一時間分赴受災鄉(xiāng)(鎮(zhèn)),現場核查受災情況,指導開展防汛救災工作。各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、各部門迅速行動,有力有序開展生產自救,詳細排查各類風險隱患,嚴防發(fā)生次生災害。
表2 洪水過程摘錄
表3 調查河段特征值計算
此次暴雨具有歷時短、強度大、范圍大、洪水匯流時間短、水勢兇猛、暴雨山洪破壞性強、災害損失嚴重等特點。通過本次暴雨洪水的成因和特點分析,旨在為該地區(qū)生態(tài)治理、工程規(guī)劃建設和城鎮(zhèn)規(guī)劃建設提供借鑒。建議在進一步做好極端天氣預報預警、加強防汛減災措施的同時,采取生態(tài)、水保和水利工程措施相結合的多途徑綜合治理,改善下墊面條件,調蓄暴雨徑流,從根本上抑制暴雨洪水災害。