師 奎，賀成民

（陜西省水文水資源勘測中心,陜西 西安 710068）

1 概況

南洛河系黃河右岸支流伊洛河水系,地處秦嶺東部山地,發(fā)源于秦嶺南麓洛南縣桃坪澗和藍田縣木岔溝,由西向東流經洛南縣,于王嶺蘭草河口出陜入豫,后與伊河匯合稱為伊洛河,省境內流域面積3064 km3,河長129.8 km,平均比降7.04‰,該區(qū)域屬暴雨洪水多發(fā)易發(fā)區(qū)。2021 年7 月22 日受副高外圍暖濕氣流影響,08 時700 hPa高空圖上商洛受西南風控制,沒有明顯的切線；850 hPa高空圖上商洛受偏東風影響,暖濕氣流強盛、水汽輸送條件好,地面受暖低壓控制。20 時的探空圖上對流有效位能CAPE值高達1666,超2020 年8 月6 日CAPE值1157。傍晚強對流天氣爆發(fā),在地形輻合抬升和阻擋作用共同影響下,使對流云系維持,造成洛南縣出現了短歷時突發(fā)性特大暴雨。

2 雨洪實況

2.1 暴雨情況

（1）降雨起訖時間：統計降雨過程50 mm以上范圍內的各雨量站數據,繪制各站累積雨量過程線（見圖1）,由累積雨量過程得出,降雨主要從22日18時開始,23日8時基本結束,其中石門峪、石坡河流域主雨段歷時主要集中在22日22時~23日2 時,南洛河保安鎮(zhèn)以上流域主雨段歷時主要集中在23日5 時~7時。

圖1 場次降雨累積降雨量曲線

（2）降雨范圍及強度：降雨過程為全流域降雨,降雨強度變化大,局地性強,但降雨歷時短、強度特別大。由繪制的次降雨量等值線（見圖2）看出,暴雨分布在洛南縣城西部和北部山區(qū)。次降雨過程累積量50 mm以上的籠罩面積為1065 km3, 100 mm以上籠罩面積約720 km3,200 mm以上籠罩面積約135 km3,約占南洛河省境內流域面積比分別為34.8%、23.5%、4.41%。暴雨中心點最大降雨量太白岔溝尖角站329.0 mm,其中最大1 h、3 h、6 h、12 h時段雨量分別為84.0 mm、189.2 mm、246.8 mm、300.4 mm ,長麻地站最大1 h降雨量達99.8 mm。

圖2 場次降雨量等值線

（3）暴雨中心移動情況：整個次降雨過程暴雨中心位于洛南縣城西部、北部山區(qū),即南洛河保安鎮(zhèn)以上及北岸支流石坡河、石門河一帶,根據暴雨時程分布,暴雨中心在22日22時~23日2時主要位于石坡河、石門河上游一帶,隨后暴雨中心由東向西略偏南移動,在23日5時~7時暴雨中心主要為洛南縣保安、洛源一帶。

（4）暴雨中心降雨量重現期確定：依據《商洛地區(qū)實用水文手冊》,查算暴雨中心區(qū)域6 h、12 h均值分別為50 mm、62 mm,CV值分別為0.60、0.59,通過頻率計算,最終確定暴雨中心相應量級的暴雨重現期。通過分析,暴雨中心200 mm籠罩范圍的6 h降雨量為超300 年一遇暴雨。

2.2 洪水過程

受強降雨過程影響,南洛河支流石坡河石坡水文站、石門河石門峪水文站以及干流靈口水文站相繼發(fā)生洪水過程（見圖3）。支流石坡河石坡水文站22 日21 時起漲,起漲流量39.3 m3/s,23 日2 時出現洪峰流量640 m3/s,洪峰持續(xù)時間約1 小時后回落,23日6時回落至490 m3/s,隨后繼續(xù)回落,至25日8時流量落到32.1 m3/s；石門河石門峪水文站23 日0時18分起漲,起漲流量10.5 m3/s,2 時12 分出現洪峰流量656 m3/s,是該站1956 年建站以來最大洪水,到達洪峰后,流量開始快速回落,至23日2時57分流量落到376 m3/s,隨后開始緩慢回落,至25日8時流量落到13.1 m3/s。干流靈口水文站出現復式洪峰,23日2 時起漲,起漲流量為59.8 m3/s,23日5時50分出現超警戒洪峰流量1420 m3/s（警戒流量1000 m3/s）,8 時28 分開始復漲,11 時15 分出現超保證洪峰流量3220 m3/s（保證流量2000 m3/s）,是該站1959 年建站以來實測最大洪水,隨后開始回落,至23 日17 時回落至警戒量級以下940 m3/s,至25日8時流量落到67.4 m3/s。

圖3 水文站洪水過程線

張坪水庫7月23日1時庫水位起漲,3時35分,庫水位1116.0 m,達到汛限水位；23日6時24分,達到最高水位1121.75 m,超汛限水位5.75 m,超校核洪水位0.11 m,泄洪底洞與溢洪道均泄洪,最大泄洪流量980 m3/s,溢洪道溢洪最大水深4.75 m。

2.3 暴雨洪水特點

（1）暴雨集中,突發(fā)性強。降雨主要集中在22日22時~23日2時,大于150 mm暴雨中心主要在南洛河上游洛源、張坪、保安、麻家砭,麻坪河上游斜嶺、長麻地、尖角,石門河上游陳澗村、黃龍鋪,石坡河上游巡檢、黑山村一帶；位于暴雨中心的尖角、長麻地雨量站最大3 h降雨量分別為189.2 mm、117 mm,最大24 h降雨量分別為329.0 mm、215.4 mm,主雨時段集中、突發(fā)性強。

（2）暴雨強度大,極值多。整個降雨過程從開始到基本結束大約2 h~6 h之內,而最大暴雨過程發(fā)生在22日22時~次日2時；暴雨中心長麻地、尖角、陳澗、黑山雨量站最大小時雨強分別為99.8 mm/h、84 mm/h、64.6 mm/h、50.2 mm/h,均創(chuàng)建站以來最大值。其中尖角站最大3 h雨量達189.2 mm、最大6 h雨量達246.8 mm,是南洛河流域內雨量站時段雨量歷史極值。

（3）特大暴雨籠罩面積大。降雨過程南洛河全流域降雨,大于50 mm籠罩面積約1065 km3,約占省境內流域面積34.8%,其中大于100 mm籠罩面積約720 km3,約占省境內流域面積23.5%,大于200mm籠罩面積約135 km3,約占省境內流域面積4.41%。經與南洛河“2003.8”、“2020.8” 特大暴雨對比分析,降雨過程暴雨（大于50 mm）和大暴雨（大于100 mm）籠罩面積較“2003.8”暴雨的籠罩面積小,比“2020.8”暴雨的籠罩面積要大,居南洛河歷史第二位。但特大暴雨（大于200 mm）的籠罩面積比“2003.8”暴雨還要大,居南洛河歷史第一位。

（4）洪水陡漲陡落,洪峰量級大。洛南縣城干流尖角水位站水位從7月23 日5 時32 分起漲,到7 時15 分洪峰出現,漲峰歷時1.7 h；靈口水文站從7月23日2時起漲,到5時45分第一個洪峰出現,漲峰歷時3.8 h；8時28分開始復漲,到11時15分第二個洪峰出現,漲峰歷時2.8 h,最大洪峰流量3220 m3/s,為建站以來實測最大值。支流石門峪水文站洪峰流量656 m3/s,是該站1956年建站以來最大洪水,石坡水文站洪峰流量640 m3/s,漲峰歷時分別為1.9 h、5.0 h。

（5）洪水致災性強,危害程度大。由于暴雨歷時短、強度大,洪水演進速度快,形成洪水量級大,給沿河兩岸堤防、道路、橋梁、村莊等基礎設施造成嚴重水毀,損失巨大。

3 洪峰流量和重現期分析

本次對南洛河干流縣城以上河段及石門河、石坡河等23段河段、45 處斷面開展調查分析（調查河段位置見圖4）。采用設計洪水計算方法確定不同重現期對應洪水量級,根據調查洪水成果利用水力學方法計算洪水流量,綜合確定洪水頻率。

圖4 南洛河“2021·7·23”暴雨洪水調查位置

3.1 設計洪水計算

設計洪水計算思路是在收集已經建成工程設計資料的基礎上,根據南洛河干支流分布及洪水遭遇情況選用適合的方法進行計算（成果見表1）。對上下游調查斷面洪峰流量進行合理性檢查、相互驗證；對上下游和區(qū)間洪峰流量模數合理性檢查,符合上游大、下游小的基本規(guī)律,符合支流洪水洪峰流量模數一般大于干流的規(guī)律。因此各河段調查的洪峰流量合理可靠。

表1 設計洪水計算成果表

3.2 洪水頻率分析計算

該場次暴雨洪水使靈口站、石門峪站發(fā)生建站以來最大洪水,張坪水庫壩前水位達到設計的校核洪水位。為此,對靈口站、石門峪站洪峰流量頻率做進一步分析計算（見圖5、表2）,對暴雨洪水在南洛河干流及相關支流洪水頻率進行初步認定。

圖5 水文站洪峰流量頻率

表2 洪峰流量頻率計算成果表

經分析確定各河段洪水頻率成果（見表3）,可知：（1）干流石門峪站洪峰流量為656 m3/s相當于100 年一遇洪水,靈口站洪峰流量3220 m3/s為接近50 年一遇洪水,張坪村斷面調查洪峰流量為888 m3/s為500年一遇洪水,張坪水庫入庫洪峰流量為1020 m3/s為500年一遇洪水,南洛河保安鎮(zhèn)洪峰流量884 m3/s為300年~200年一遇洪水,黃龍寺廟底村、魚龍村、縣城尖角斷面洪峰流量分別為1400 m3/s、2000 m3/s、2270 m3/s均為200 年~100 年一遇洪水。（2）支流玉龍河、蒿坪河、文峪河洪峰流量相當于50年~30年一遇洪水；石門河干流石門峪段洪水重現期為100年一遇洪水、入南洛河浩灣段為50年~30年一遇洪水,其支流太白岔溝為100一遇洪水、留題溝為200一遇洪水、麻坪河為50年~100年一遇洪水；石坡河干流巡檢街道、石坡街道、張灣段為20年~10年一遇洪水。

表3 洪峰流量頻率計算成果表

續(xù)表3

4 次洪量估算與分析

經對各斷面洪量估算（成果見表4）,可知：張坪水庫入庫次洪量為7.45×106m3,保安鎮(zhèn)斷面次洪量為7.91×106m3；干流尖角水位站次洪量為58.56×106m3,石門河浩灣斷面次洪量為19.62×106m3,石坡河張灣斷面次洪量為18.77×106m3,三者之和為96.95×106m3,靈口站次洪量為113.0×106m3。三者之和次洪量占靈口站次洪量的85.8%,靈口站洪水主要來源于干流尖角水位站和支流石門河、石坡河。南洛河右岸支流縣河漲水較小,其他支流基本沒有漲水,通過洪量分析,上下游基本吻合、成果合理可信。

表4 洪峰流量頻率計算成果表

5 結論與建議

5.1 結論

（1）南洛河7 月22日18時～23日8時降雨過程是一場歷時短、強度高的局部特大暴雨,暴雨中心6小時降雨量為超300 年一遇暴雨。

（2）南洛河“2021.7.23” 特大暴雨洪水,是該流域自1919 年以來的最大洪水,南洛河干游靈口站洪峰流量3220 m3/s為接近50年一遇洪水。南洛河洛南縣城以上河段洪水為200年～100年一遇洪水,張坪水庫入庫洪峰流量為500年一遇洪水。

（3）石門河干流石門峪河段洪峰流量為656 m3/s,為100年一遇洪水。石門河下游浩灣村河段洪峰流量為851 m3/s,為50年~30年一遇洪水。

（4）石坡河巡檢鎮(zhèn)河段洪峰流量409 m3/s,為20年一遇洪水。石坡河張灣村河段洪峰流量888 m3/s,為20年~10年一遇洪水。

（5）石門河支流留題溝發(fā)生自1957 年以來最大洪水,留題溝洪峰流量214 m3/s,為200年一遇洪水。

5.2 建議

（1）南洛河干支流連續(xù)發(fā)生超歷史暴雨洪水,建議對靈口水文站以上河段設計洪水做進一步復核計算,重新確定各段設計洪水成果,開展對現狀河道過洪能力分析,復核涉河工程的防洪標準。

（2）加強對流域內易發(fā)特大暴雨區(qū)域的水文監(jiān)測工作,調整站網,研究產匯流規(guī)律,制定預警預報方案。

（3）加強河道范圍內管理工作,重視對涉河工程的防洪評價審查,確保河道行洪暢通和涉河工程自身安全。