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        閶江流域祁門(mén)站“20.7.7”暴雨洪水分析

        2021-05-28 06:56:26劉開(kāi)春
        陜西水利 2021年4期

        劉開(kāi)春

        (黃山水文水資源局,安徽 黃山 245000)

        1 概況

        1.1 自然地理特征

        祁門(mén)水文站位于皖南山區(qū),地貌以山地丘陵為主,中山、低山、丘陵、山間盆地和狹窄的河谷平畈相互交織,呈網(wǎng)狀分布。地勢(shì)北高南低,是除新安江流域外,黃山局轄區(qū)另一個(gè)較大的暴雨閉合區(qū),流域內(nèi)河溪眾多水利資源豐富,現(xiàn)植被覆蓋率為76.70%。

        本流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,四季分明,氣候溫和,無(wú)霜期長(zhǎng),雨量充沛。暴雨類(lèi)型主要有鋒面型暴雨,低壓型暴雨,臺(tái)風(fēng)外圍型暴雨和對(duì)流單體形暴雨,其中以鋒面型和低壓型暴雨居多,降水強(qiáng)度大,雨量集中,4月~7月雨量約占年總量60%,降水的年際年內(nèi)分配極不均勻。

        1.2 測(cè)站概況

        大洪水發(fā)源于安徽省祁門(mén)縣大洪嶺深處,稱柏溪河,向南流經(jīng)祁門(mén)縣城,匯金字牌河,河道轉(zhuǎn)向東南,稱大洪水。流域水系及站點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。

        圖1 祁門(mén)水文站流域水系及站點(diǎn)分布圖

        祁門(mén)水文站是大洪水上的基本水文站,位于祁門(mén)縣城下游祁山鎮(zhèn)黎明村,地理坐標(biāo)東經(jīng)117°41′49″,北緯29°50′28″。設(shè)于2015年1月,流域面積382 km2。該站上游有大洪嶺、聯(lián)楓、北坑、金字牌四個(gè)雨量站。

        2 雨情

        2.1 降水過(guò)程

        7月2日8時(shí)至13日8時(shí),閶江流域普降大到暴雨,部分地區(qū)大暴雨到特大暴雨。各站降水統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

        表1 “20.7.7”洪水各站逐日降水量表 單位:mm

        本輪降雨過(guò)程共分三個(gè)階段:

        第一階段:7月2日8時(shí)~6日8時(shí)。7月2日10時(shí)開(kāi)始流域普遍降雨、連綿不斷,先后于2日11~21時(shí)、3日7~11時(shí)、4日8~13時(shí)、5日6~12時(shí)發(fā)生4次強(qiáng)降水,最大小時(shí)降水量達(dá)到45.0 mm。面雨量站大洪嶺、聯(lián)楓、祁門(mén)、北坑、金字牌累計(jì)降水量分別是318.5 mm、329.0 mm、252.5 mm、228.5 mm、253.0 mm,采用加權(quán)法計(jì)算得到流域平均降水量為282.0 mm。

        第二階段:7月6日8時(shí)~8日8時(shí)。該階段降水量大且非常集中,主要降水出現(xiàn)在7日5時(shí)~10時(shí),最大1小時(shí)降水量達(dá)到55.0 mm,最大3小時(shí)降水量達(dá)到124.0 mm,最大6小時(shí)降水量達(dá)到169.5 mm。面雨量站大洪嶺、聯(lián)楓、祁門(mén)、北坑、金字牌累計(jì)降水量分別是155.0 mm、188.0 mm、262.5 mm、158.0 mm、214.0 mm,采用加權(quán)法計(jì)算得到流域平均降水量為203.3 mm。

        第三階段:7月8日8時(shí)~13日8時(shí)。該階段雨勢(shì)漸弱,大都小雨綿綿,僅個(gè)別站偶有較大降水,最大1小時(shí)降水量為大洪嶺的34.5 mm。5日內(nèi)面雨量站大洪嶺、聯(lián)楓、祁門(mén)、北坑、金字牌累計(jì)降水量分別是128.5 mm、91.5 mm、87.0 mm、94.5 mm、75.0 mm。采用加權(quán)法計(jì)算得到流域平均降水量為87.7 mm。

        2.2 暴雨分析

        (1)降水時(shí)間長(zhǎng)、總量大。本次降水時(shí)間長(zhǎng)達(dá)11 d,持續(xù)的強(qiáng)降水導(dǎo)致大洪嶺站、聯(lián)楓站、祁門(mén)站、北坑站、金字牌站累計(jì)降水量分別為602.0 mm、608.5 mm、602.0 mm、481.0 mm、542.0 mm,占各站年降水量的比例均超過(guò)20%。

        (2)降水時(shí)間分配不均。本次降水連綿持續(xù)十余天,多是過(guò)程性降水,先后出現(xiàn)5次流域性暴雨和兩次較強(qiáng)降水。

        (3)降水空間分布不均。本次降水第一階段大洪嶺、聯(lián)楓兩站較大,祁門(mén)、北坑、金字牌三站較?。坏诙A段祁門(mén)、金字牌站較大,大洪嶺、聯(lián)楓、北坑站較小;第三階段降水量大洪嶺、聯(lián)楓較大,祁門(mén)、北坑、金字牌較小。

        (4)降水集中,降水強(qiáng)度大。7月7日本次降水流域各站均有短時(shí)強(qiáng)降水,其中祁門(mén)站降水強(qiáng)度最大,最大1、2、3小時(shí)降水量均排歷史第二位,最大6小時(shí)降水量為歷史第一位。

        3 水情

        3.1 洪水過(guò)程

        6月下旬流域內(nèi)發(fā)生過(guò)一次較大的降水過(guò)程,流域平均降水量達(dá)110.5 mm,形成了“20.6.28”洪水。7月2日10時(shí)20分流域開(kāi)始普降大雨,由于土壤含水量仍然較大,降水損失量小,匯流速度快,“20.6.28”洪水也未完全退去,在降水出現(xiàn)后11時(shí)18分河水迅速上漲,起漲水位109.18 m。受第一階段第一輪降水影響,3日0時(shí)48分到達(dá)第一個(gè)洪峰,洪峰水位111.68 m,漲幅2.50 m。到3日8時(shí)24分洪水漸漸退至111.23 m,受第一階段第二輪降水影響河水變退為漲,3日14時(shí)整到達(dá)第二個(gè)洪峰,洪峰水位112.44 m,漲幅1.21 m。到4日9時(shí)整洪水退至110.25 m,受第一階段第三輪降水影響,河水又變退為漲,4日17時(shí)整到達(dá)第三個(gè)洪峰,洪峰水位112.82 m,漲幅2.57 m。到5日6時(shí)24分洪水退至110.60 m,受第一階段第四輪降水影響,河水又變退為漲,5日17時(shí)12分到達(dá)第四個(gè)洪峰,洪峰水位111.65 m,漲幅1.05 m。

        6日21時(shí)18分洪水退至110.26 m,受第二階段降水影響河水開(kāi)始快速上漲,因?yàn)榇舜尉植勘┯曛行木驮谄铋T(mén)縣城周?chē)?,祁門(mén)水文站附近,所以在7日9時(shí)25分造峰雨結(jié)束后,10時(shí)18分到達(dá)第五個(gè)洪峰,也是本次洪水的主峰,洪峰水位116.61 m,漲幅6.35 m。洪峰僅持續(xù)10余分鐘后,急速回落,受上游降水量減少的影響,至8日12時(shí)24分洪水水位下降5.82 m,退至110.79 m。

        8日下午流域普降大雨局部暴雨,河水停止下降轉(zhuǎn)而上漲,20時(shí)48分到達(dá)第六個(gè)洪峰,洪峰水位111.40 m,漲幅0.69 m。到10日11時(shí)30分水位下降1.59 m,退至109.81 m。10日下午北坑、金字牌至祁門(mén)方向?yàn)橹杏辏蠛閹X、聯(lián)楓再降暴雨,河水再次上漲,11日1時(shí)12分到達(dá)第七個(gè)洪峰,洪峰水位110.64 m,漲幅0.83 m。至此之后流域再無(wú)較大降水,洪水于14日7時(shí)30分水位退至109.18 m。完整的水位過(guò)程見(jiàn)圖2。

        圖2 “20.7.7洪水”水位過(guò)程線圖

        3.2 洪水分析

        (1)洪水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。本次洪水過(guò)程從7月2日開(kāi)始起漲到7月14日退平,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)14天。

        (2)洪峰數(shù)量多。受暴雨時(shí)斷時(shí)續(xù)的影響,本次洪水形成了六個(gè)副峰,一個(gè)主峰的“一水七峰”的少有現(xiàn)象。

        (3)主峰水位高、流量大。本次洪水洪峰水位116.61 m、洪峰流量1500 m3/s,均為2015年設(shè)站以來(lái)的最高水位、最大流量,也是調(diào)查年份1983年以來(lái)的最高水位、最大流量。

        (4) 洪水總量。本次洪水總量達(dá)到2.016×108m3,接近祁門(mén)水文站全年徑流總量的1/3。

        (5)徑流系數(shù)大?!?0.6.28洪水”還未完全退去“20.7.7洪水”就接踵而至,此時(shí)土壤含水量十分充足,堰塘庫(kù)壩已蓄滿,致使“20.7.7洪水”徑流系數(shù)較大,為0.926。

        (6)漲率大。本次洪水主峰于6日21時(shí)18分開(kāi)始起漲,7日10時(shí)18分到達(dá)峰頂,最大漲率1.11 m/h,平均漲率0.57 m/h。

        4 結(jié)語(yǔ)

        以上分析的各項(xiàng)水文數(shù)據(jù)表明,大洪水河祁門(mén)水文站“20.7.7”洪水是一場(chǎng)較大的暴雨洪水。本次暴雨洪水是典型的局地特大暴雨形成的區(qū)域大洪水,具有降水量大、降水強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、洪水漲率大、流速大、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。為今后祁門(mén)縣城防汛提供了科學(xué)依據(jù),為保證沿河人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

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