河漠水流域“2007·08”暴雨洪水分析

張移郁

（株洲水文水資源勘測局 株洲市 412000）

2007年8月18 ～22日，受臺(tái)風(fēng)“圣帕”外圍云系影響，株洲市出現(xiàn)范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長的強(qiáng)降雨過程，全市共有5個(gè)縣（市）、66個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、74.6萬人受災(zāi)，造成直接經(jīng)濟(jì)損失8.2億元。其中尤以炎陵縣受災(zāi)最嚴(yán)重，全縣普遍受災(zāi)，造成因?yàn)?zāi)死亡1人，交通、水利、通信、電力等基礎(chǔ)設(shè)備損毀嚴(yán)重，全縣受災(zāi)人口12.6萬余人，成災(zāi)人口7.5萬余人，直接經(jīng)濟(jì)損失2.63億元。該縣河漠水流域五里牌站發(fā)生1959年設(shè)站以來最大洪水，洪水重現(xiàn)期30年一遇。

1 流域概況

炎陵縣地理座標(biāo)為東經(jīng) 113°34′54"至 114°07′15"，北緯 26°03′至 26°39′30"。 地形大勢為東南高亢，西北平緩。最高處，湖南第一峰——酃峰，海拔2 115 m；最低處，洣水出境口，海拔166 m，高差達(dá)1 949 m。 地貌以山地為主，達(dá)全境的86.9%。炎陵縣溝壑縱橫，河溪密布，匯成三大水系，斜瀨水，長92 km，流域面積778 km2；河漠水，長88 km，流域面積904 km2，兩水在三河匯合為洣水；沔水，長56 km，流域面積508 km2。水能資源豐富，居全省之首。河漠水源頭有二，一為策源鄉(xiāng)紅水江，一為下村鄉(xiāng)大嶺背。兩水于水口賴家匯合為河漠水，流經(jīng)策源、下村、水口、垅溪、霞陽、三河6鄉(xiāng)鎮(zhèn)。主河長88 km，流域面積904 km2，河流坡降7.93‰，支流28條，累計(jì)河長380.6 km。

河漠水中游設(shè)有五里牌水文站，位于炎陵縣霞陽鎮(zhèn)五里牌村，于1959年1月1日設(shè)立，集水面積814 km2，干流平均坡降8.8‰，為湘東區(qū)域代表站，流域內(nèi)設(shè)有5個(gè)配套雨量站。

2 降雨分析

2.1 天氣背景

“圣帕”臺(tái)風(fēng)于2007年8月13日凌晨在菲律賓呂宋島以東的西北太平洋洋面上生成，8月15日下午加強(qiáng)為超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，8月19日2時(shí)在福建省惠安縣崇武鎮(zhèn)沿海登陸，登陸時(shí)最大風(fēng)力達(dá)12級(jí)。登陸后繼續(xù)向西北方向移動(dòng)，20日3時(shí)進(jìn)入江西省境內(nèi)轉(zhuǎn)向西行，21日17時(shí)左右從醴陵、瀏陽進(jìn)入湖南省，中心氣壓991 hPa，22～23日低壓中心西行后南折并進(jìn)一步減弱，23日夜間從懷化南部移入貴州。

2.2 暴雨過程及分布

本次暴雨過程自8月18日開始至22日結(jié)束，歷時(shí)5天，河漠水流域平均降雨量為404.7 mm，點(diǎn)最大降雨量下村站為510 mm。流域內(nèi)6個(gè)雨量站中，降雨量在500 mm以上的有 1 個(gè)，（400～500）mm 之間的有 3 個(gè)，（300～400）mm之間的有2個(gè)。18日降雨量4.0 mm，19日降雨量66.6 mm，20日降雨量 210.6 mm，21日降雨量 112.7 mm，22日降雨量為10.8 mm。降雨集中在20日、21日，兩日降雨量323.3 mm，占總降雨量的79.9%。河漠水流域逐日面平均降雨量分布圖如圖1所示。

圖1 河漠水流域逐日面平均降雨量分布圖

流域暴雨中心位于上游的下村站一帶，降雨量在500 mm以上的籠罩面積約90 km2，降雨量在400 mm以上的籠罩面積約553 km2，全流域降雨量在300 mm以上。河漠水“2007·08”降雨量等值線圖如圖2所示。

圖2 河漠水“2007·08”降雨量等值線圖

2.3 降雨特點(diǎn)

（1）暴雨覆蓋范圍廣。降雨量300 mm以上的籠罩面積分布全流域，降雨量400 mm以上的籠罩面積占河漠水流域面積的61%。

（2）降雨歷時(shí)長，暴雨時(shí)程分配較集中。18～22日持續(xù)降雨，歷時(shí)5天。從主要代表站時(shí)程分配看，75.3%～87.1%的降雨量集中在20、21兩日內(nèi)降落，93%～96.8%的降雨量集中在（19～21）日3天內(nèi)降落，暴雨時(shí)程分配較集中。

（3）暴雨強(qiáng)度大。本次暴雨中心下村站降雨量達(dá)510 mm，該站最大1 h降雨量為52.3 mm，最大6 h降雨量為114.1 mm，最大12 h降雨量為197.6 mm，最大24 h降雨量為290.1 mm。流域內(nèi)其它測站最大24 h降雨量均在200 mm以上，其中五里牌站最大24 h降雨量為237 mm，查該站最大24 h降水頻率分析成果，其頻率達(dá)500年一遇。

3 “2007·08”洪水及重現(xiàn)期分析

受降雨影響，河漠水五里牌水文站水位從8月19日18時(shí)起漲，起漲水位 86.60 m，相應(yīng)流量 15.5 m3/s，至 20日22時(shí) 30分，水位92.36 m，達(dá)最大漲率 0.96 m/h，21日1時(shí)30分出現(xiàn)洪峰水位93.32 m，相應(yīng)流量1 540 m3/s。為設(shè)站以來最高水位和最大流量，漲洪歷時(shí)31.5 h，漲幅6.72 m，比1998年洪峰水位高0.58 m，流量超200 m3/s，洪峰水位平1 h后，水位開始下落，最大落率為0.38 m/h，21日20時(shí)水位退至89.49 m后，受降雨影響，水位再次回漲，至22日9時(shí)30分，出現(xiàn)洪峰水位91.48 m，之后水位下退，23日8時(shí)，水位退至88.34 m后開始緩慢回落，至8月24日16時(shí)基本退平。本次洪水次洪總量為1.745億m3，徑流深214.4 mm，徑流系數(shù)0.53。

五里牌水文站建于1959年，歷史調(diào)查洪水有1929年水位94.37 m，流量2 090 m3/s；1954年水位93.50 m，流量1 720 m3/s。實(shí)測系列中92.5 m以上水位有2年，分別為1998年水位 92.74 m，流量 1 340 m3/s；2007年水位 93.32 m，流量1 540 m3/s，這兩年洪水按特大值處理。最高水位和最大流量系列采用皮爾遜Ⅲ型分布曲線進(jìn)行頻率適線。求得“2007·08”洪水最高水位重現(xiàn)期為30年一遇，最大流量重現(xiàn)期30年一遇。

4 “2007·08”和“1998·06”洪水比較

“2007·08”和“1998·06”洪水是河漠水五里牌水文站設(shè)站以來的最大和次大洪水，兩次洪水均給沿河兩岸的人民造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失。兩次大洪水過程有相似之處，也有各自特點(diǎn)。

4.1 天氣系統(tǒng)

“2007·08”洪水是受臺(tái)風(fēng) “圣帕”外圍云系影響。“1998·06”洪水是受北方冷空氣南下和西南暖濕氣流共同影響，同時(shí)由冷鋒活動(dòng)造成。

4.2 降 雨

兩次暴雨中心均位于上游下村站。“2007·08”暴雨歷時(shí)長，主雨時(shí)間為8月20日、21日，兩日流域平均降雨量為 323.3 mm，占過程總降雨量的 79.9%；而“1998·06”暴雨主雨時(shí)間為6月1日，該日流域平均降雨量為88 mm，占過程總降雨量的71.5%。

“2007·08”暴雨總量大，暴雨中心下村站降雨量為510 mm，降雨量在500 mm以上的站有1個(gè)，（400～500）mm之間的站有3個(gè)，流域平均降雨量404.7 mm；而“1998·06”暴雨中心下村站降雨量為237.7 mm，降雨量在（200～300）mm 之間的站有 1 個(gè)，（100～200）mm 之間的站有2個(gè)，流域平均降雨量123.3 mm。

“2007·08”暴雨范圍更廣，“2007·08”暴雨全流域降雨量均在300 mm以上。“1998·06”暴雨無300 mm以上降雨量站點(diǎn)；降雨量在200 mm以上的籠罩面積約103 km2；降雨量在100 mm以上的籠罩面積約581 km2，占流域總面積的64%。

“2007·08”暴雨長歷時(shí)降雨強(qiáng)度大、“1998·06”暴雨短歷時(shí)降雨強(qiáng)度大。“2007·08”暴雨中心下村站最大24 h降雨量 290.1 mm，最大 3 h 降雨量 69.9 mm；而“1998·06”暴雨中心下村站最大24 h降雨量為190.5 mm，最大3 h降雨量117.8 mm。

4.3 前期土壤含水量

2007年7 月份至8月中旬，河漠水流域降雨量明顯偏少，根據(jù)以土壤含水量（w）指標(biāo)的干旱預(yù)報(bào)模型計(jì)算，“2007·08”暴雨前期五里牌站土壤含水量為77.6 mm，已出現(xiàn)輕旱，且經(jīng)歷水稻需水高峰期，水庫、山塘蓄水量較少。“1998·06”暴雨前期土壤含水量較高，該年 5月 13～17日流域內(nèi)出現(xiàn)一次特大暴雨過程，流域平均降雨量155.6 mm，較“1998·06”暴雨還要大，水庫、山塘均已蓄滿，計(jì)算“1998·06”暴雨前期土壤含水量為107 mm。

4.4 洪 水

“2007·08”洪水洪峰水位 93.32m，相應(yīng)流量 1540m3/s，次洪總量為1.745億m3，徑流深為214.4 mm，徑流系數(shù)0.53。 “1998·06”洪水洪峰水位 92.74 m，相應(yīng)流量 1 340 m3/s。次洪總量為0.5910億m3，徑流深為72.6 mm，徑流系數(shù)0.59。

5 結(jié)語

高強(qiáng)度、長歷時(shí)暴雨導(dǎo)致河漠水流域發(fā)生大洪水，2007年8月18～22日，受臺(tái)風(fēng)“圣帕”外圍云系影響，河漠水部分測站最大24 h降雨量重現(xiàn)期達(dá)500年一遇，五里牌水文站發(fā)生設(shè)站以來的最大洪水，重現(xiàn)期30年一遇。與其次大洪水比較，降雨總量，最大24 h降雨量，均相差較大，但產(chǎn)生的洪峰水位及洪峰流量相差不大，究其原因一是前期土壤含水量不一，二是短歷時(shí)（6 h以內(nèi)）降雨強(qiáng)度不一。“1998·06”暴雨前期土壤蓄水量幾乎飽和，同時(shí)最大1 h、3 h、6 h降雨強(qiáng)度大，更有利于洪峰的形成。要做好中小河流的洪水預(yù)測，為防汛減災(zāi)提供較高精度預(yù)報(bào)信息，需認(rèn)真分析流域下墊面條件，探索流域產(chǎn)流規(guī)律，加強(qiáng)水文自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測流域暴雨、洪水情況。

1 陳明，李細(xì)生.WRF模式對(duì)“圣帕”臺(tái)風(fēng)暴雨過程的數(shù)值模擬分析[S].中國氣象學(xué)會(huì)2008年年會(huì)天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率與公共氣象服務(wù)分會(huì)場論文集，2008.

2 張泉生.水文預(yù)報(bào)[M].南京：河海大學(xué)出版社，2000.