洮兒河洮南水文站暴雨洪水特性分析

趙子平，師清冶

（1.吉林省水文水資源局白城分局，吉林 白城 137000；2.黑龍江省水文局，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 流域概況

洮南水文站位于吉林省西部，是洮兒河下游主要控制站，流域面積約3.08萬(wàn)km2。其右岸有一較大支流即蛟流河，該流域位于大興安嶺東麓褶皺區(qū)，處于溫帶大陸性季風(fēng)性氣候區(qū)，最高峰敖牛山海拔662.6 m，平原區(qū)海拔110～160 m。屬于高寒地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)寒冷，冰凍期4～5月，歷年最低氣溫可達(dá)-38.9℃，夏季炎熱，最高氣溫可達(dá)+40.6℃，且時(shí)間短暫，多雨時(shí)間多，冬夏兩季溫差較大，日氣溫變幅較大，四季分明。汛期暴雨形成主要受北來天氣系統(tǒng)影響，如蒙古低壓、貝加爾湖低壓和冷渦等。其特點(diǎn)是連陰雨天多。連陰雨天中又受南來天氣系統(tǒng)影響，可能出現(xiàn)暴雨。主要降雨集中7—8月份，暴雨中心多在內(nèi)蒙的阿力得爾區(qū)域。多年平均降水量400 mm左右。

2 暴雨

2.1 降水量的年內(nèi)變化分析

為了解洮南水文站以上流域降水量的年內(nèi)變化情況，經(jīng)過分析，選取洮南水文站為典型站進(jìn)行分析。經(jīng)過對(duì)洮南水文站1951—2009年實(shí)測(cè)降水量資料分析，該站多年平均年降水量為375.6 mm。洮南水文站降水量的年內(nèi)變化是不均勻的，春（3—5月）秋（9—11月）兩季降水量較少，累計(jì)降水量?jī)H占年降水量的23%，夏季由于受北來天氣系統(tǒng)以及南來天氣系統(tǒng)的影響產(chǎn)生暴雨，6—9月降水量占年降水量的83%，而且7—8月降水量占年降水量的55%，是形成暴雨洪水的主要期間。

2.2 降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算

采用洮南水文站流域內(nèi)雨量站1951—2009年實(shí)測(cè)降水量資料進(jìn)行降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析。

采用算術(shù)平均法計(jì)算流域平均降水量，然后采用矩法公式計(jì)算。按照P—Ⅲ型理論頻率曲線適線，確定參數(shù)。年降水量統(tǒng)計(jì)參數(shù)為：

經(jīng)驗(yàn)頻率采用數(shù)學(xué)期望公式：式中：P——頻率；n——資料年數(shù)；m——按大小排列。

經(jīng)過分析，洮南水文站年平均降水量357.6 mm，Cs/Cv=1.5，Cv=0.30。

2.3 流域內(nèi)場(chǎng)降水量分析

從1951—2009年實(shí)測(cè)暴雨洪水資料，選取80場(chǎng)暴雨洪水進(jìn)行分析，通過分析得出：

1）降雨歷時(shí)長(zhǎng)，80場(chǎng)暴雨歷時(shí)最長(zhǎng)100 h，最短暴雨歷時(shí)12 h，多場(chǎng)平均降雨歷時(shí)55 h。

2）降雨強(qiáng)度大，80場(chǎng)暴雨中，最大場(chǎng)平均降雨強(qiáng)度達(dá)4.6 mm/h，最小場(chǎng)平均降雨強(qiáng)度為0.8 mm/h，多場(chǎng)降雨強(qiáng)度平均為2 mm/h。

通過分析可以看出，該流域暴雨特性是：降水量集中，降雨強(qiáng)度大，降雨歷時(shí)長(zhǎng)且過程連續(xù)，降雨量多，是造成發(fā)生洪水的主要因素。

3 洪水

采用洮南水文站1951—2009年共計(jì)59年實(shí)測(cè)洪水資料進(jìn)行分析。

3.1 歷年洪峰流量水分析

根據(jù)59年實(shí)測(cè)最大洪峰流量進(jìn)行分析得出：洪峰流量大于2 000 m3/s 1次；洪峰流量大于1 000 m3/s，小于2 000 m3/s 1次；洪峰流量小于1 000 m3/s，大于500 m3/s 9次；洪峰流量小于500 m3/s，大于400 m3/s 5次。

從洪水發(fā)生的年代進(jìn)行分析，最大洪峰流量2 350 m3/s發(fā)生在1998年，多年最大平均流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

表1 洮南水文站系列段洪峰流量分析表

經(jīng)過分析得出：1951—1960年是偏豐水年，1961—1970年和 1971—1980年是中小水年，1981—1990年是中水年，1991—2000年是豐水年，2001—2009年是小水年。

3.2 歷年洪水頻率分析

1998年出現(xiàn)最大洪峰流量2 350 m3/s，相當(dāng)于100年一遇洪水。其它年份為中小洪水。59年實(shí)測(cè)洪水資料中，歷年最大洪峰流量平均值為318 m3/s，小于平均值有40年，僅有19年超過平均值，占實(shí)測(cè)59年的32.2%。多數(shù)年份處于中小洪水。

3.3 歷年歷次洪水漲洪歷時(shí)分析

分析資料得出每次洪水的漲洪歷時(shí)：從起漲到峰頂最長(zhǎng)時(shí)間7 d，從起漲到峰頂?shù)淖疃虝r(shí)間2 d，多次洪水漲洪歷時(shí)平均為5 d。同時(shí)從起漲到落平最長(zhǎng)時(shí)間15 d，從起漲到落平最短時(shí)間5 d，多次洪水從起漲到落平總歷時(shí)10 d。

另外，從降雨開始到洮南水文站洪水起漲分析，每次降雨開始至峰頂時(shí)間，最長(zhǎng)時(shí)間17 d，最短時(shí)間2 d。平均時(shí)間8 d。

因而得出，該站洪水特性是：陡漲緩落洪峰流量大，漲洪歷時(shí)短，洪水總量大，易形成災(zāi)害。

3.4 歷年歷次洪水徑流系數(shù)分析

應(yīng)用資料進(jìn)行徑流系數(shù)分析得出：徑流系數(shù)最大為0.4，最小為0，多次洪水徑流系數(shù)平均約0.10。這充分說明，該流域下墊面條件不好，填洼、滲漏即調(diào)蓄損失較大，暴雨形成洪水絕不能忽視，尤其前期雨水不斷滋潤(rùn)下易形成洪水，由于該流域中上游為山區(qū)，比降大且河道狹窄，而下游為平原區(qū)，比降小又河道寬闊，因此來水水勢(shì)較迅猛，退洪緩慢，屬于或符合溫和半干旱地區(qū)的洪水特征。上游山區(qū)損失小，洪量較大，下游雖調(diào)蓄較大，滯洪的災(zāi)害不可忽視。

［1］白城地區(qū)地方志編纂委員會(huì).白城地區(qū)志［M］.1992.

［2］水利部水文局，松遼委水文局.1998年松花江暴雨洪水［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.

［3］水文計(jì)算［M］.河海大學(xué).1985.