西漢水與嘉陵江干流洪水遭遇分析

苗 磊

(陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710018)

1 流域概況

嘉陵江是長江一級支流，發(fā)源于秦嶺南麓陜西省寶雞市鳳縣代王山西側(cè)的東峪溝，向西南方向流經(jīng)陜西省的鳳縣、甘肅省的兩當(dāng)、徽縣、于徽縣的虞關(guān)石土地廟又進(jìn)入陜西省境內(nèi)，經(jīng)略陽、寧強(qiáng)，在燕子砭的丁家壩流入四川，幾經(jīng)曲折于重慶市注入長江。嘉陵江全長1 119 km，流域面積15.98萬km2。

嘉陵江廣元以上為上游，地勢北高南低，河道長379 km，天然落差1 531 m，平均比降4.0‰。上游河段穿行于秦巴山區(qū)，兩岸山勢陡峻，干流植被良好，岸坡一般在40°左右。河道水流湍急，多險(xiǎn)灘，河道多呈“U”形，階地不發(fā)育，洪枯水位變幅大，兩岸耕地甚少。

嘉陵江支流較多，在略陽水文站以上主要有永寧河、青泥河和西漢水。其中最大的是西漢水，流域面積9 569 km2，占略陽水文站集水面積的49.8%，其次是永寧河、清泥河，流域面積分別為2 177 km2和1 837.5 km2。略陽 ～廣元區(qū)間有清河、燕子河等較大支流加入。

2 洪水特性

嘉陵江上游干流洪水由暴雨形成，洪水特點(diǎn)是漲水快，退水慢，峰高量大，年最大流量在4～10月都有發(fā)生，大洪水多發(fā)生在6月下旬～9月，年最大流量發(fā)生在7月和9月的居多，個(gè)別年份年最大流量發(fā)生在4、5月和10月，但量級明顯較小，是因?yàn)檠雌谖窗l(fā)生大洪水造成的。各站年最大流量時(shí)間分布見表1。

嘉陵江洪水的另一特點(diǎn)是洪水年際變化較大，最大值與最小值倍比在20倍以上，且從下游至上游倍比越來越大。各水文站實(shí)測最大、最小洪峰流量見表2。

3 水文站基本資料

本次主要分析嘉陵江干流與支流西漢水的遭遇問題，因此與本次分析有關(guān)的水文站包括干流的談家莊、略陽水文站和支流西漢水的譚家壩水文站。

表1 年最大流量發(fā)生時(shí)間統(tǒng)計(jì)表

表2 實(shí)測最大、最小洪峰流量統(tǒng)計(jì)表

3.1 談家莊水文站

談家莊水文站為國家基本水文測站，設(shè)立于1975年1月，一直觀測至今。該站控制流域面積6 694 km2，由甘肅省水文勘測局領(lǐng)導(dǎo)。觀測項(xiàng)目有水位、流量、泥沙、降水、水溫和水化學(xué)分析等。

3.2 譚家壩水文站

譚家壩水文站作為西漢水基本控制站，1958年由甘肅省水文總站設(shè)立，該站控制流域面積9 538 km2。觀測項(xiàng)目有水位、流量、泥沙、降水等。

3.3 略陽水文站

略陽水文站是嘉陵江干流控制站，集水面積19 206 km2，該站建于1939年8月，解放前觀測項(xiàng)目主要是水文、流量，但觀測不連續(xù)，有間斷;1951年恢復(fù)觀測至今，有水文、流量、降水、蒸發(fā)等項(xiàng)目。有關(guān)水文站基本情況見表3

表3 水文測站基本情況表

4 西漢水與嘉陵江干流洪水遭遇分析

西漢水是嘉陵江最大支流流域面積9 569 km2，占略陽水文站集水面積的49.8%。分析西漢水與嘉陵江的洪水遭遇情況，對于確定西漢水入?yún)R口以上的防洪問題具有十分重要的意義，本次從歷史調(diào)查洪水、暴雨中心分析、水文站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算等幾個(gè)方面分別進(jìn)行分析論證。

4.1 歷史調(diào)查洪水分析

為了分析略陽水文站大洪水的組成問題，分別查閱了陜西省水利廳審查刊印的《陜西省洪水調(diào)查資料》，陜西省防汛辦公室編印的《陜西省災(zāi)害性洪水實(shí)例選編》，陜西省科學(xué)技術(shù)委員會編輯刊印的《1981年陜西漢江嘉陵江流域洪澇災(zāi)害考察資料選編》等資料。從這些資料中可知，嘉陵江橋位位置曾在 1981、1898、1910、1951、1857年發(fā)生過 5次較大洪水，其中1981、1898年兩場洪水在談家莊、略陽水文站均有歷史調(diào)查資料，具體洪水量級如下表4:

表4 橋位所在河段歷史洪水調(diào)查資料統(tǒng)計(jì) m3/s

從表中可以看出，略陽站的大洪水一般都是由談家莊站以上洪水形成，支流西漢水的洪水一般不參與略陽站大洪水的造峰作用。盡管1981年洪水是由四川北部、陜西、甘肅南部大面積的強(qiáng)降雨形成，根據(jù)實(shí)測資料略陽站最大洪峰流量8630 m3/s發(fā)生在8月22日4時(shí)，而支流西漢水在8月22日的最大洪峰流量為313 m3/s發(fā)生在9時(shí)，由此可知，1981年8月22日西漢水的洪水較小并且也沒有參與略陽站的主峰的造峰，而是滯后了5個(gè)小時(shí)才到達(dá)略陽斷面。

4.2 暴雨中心分析

根據(jù)《陜西省中小河流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》，嘉陵江的暴雨中心為鳳縣、略陽兩處。為分析嘉陵江暴雨的分布情況，本次對嘉陵江流域“90.7”“81.8”兩次較大暴雨進(jìn)行分析。

1990年7月在陜西西部發(fā)生了一場暴雨，該場暴雨降水在50 mm以上所籠罩的面積為23 485 km2，占嘉陵江陜西境內(nèi)石泉以上流域面積的69.6%，此次暴雨有兩個(gè)暴雨中心:一個(gè)在略陽、寧強(qiáng)一帶，中心是略陽縣郭鎮(zhèn)站，雨量為242.9 mm;另一個(gè)在鳳縣、留壩一帶，中心是鳳縣長坪站，雨量為225.1 mm。

1981年8月在陜西漢江、嘉陵江上游地區(qū)，普降大暴雨，雨區(qū)呈西南～東北向分布，該場暴雨24小時(shí)降雨在省內(nèi)形成了四個(gè)明顯的中心，其中漢江流域一個(gè)，為華陽(洋縣)中心，降雨量為256.0 mm，嘉陵江流域?yàn)槿齻€(gè)，在其上游暴雨中心為小五嶺站(鳳縣)，降雨量為213.2 mm，另外兩個(gè)分別為毛壩河(寧強(qiáng)縣)中心，降雨量達(dá)227.6 mm，和觀音寺站(略陽)，降雨量為 202.8 mm。

由上述分析可知，陜西嘉陵江的暴雨中心分別位于嘉陵江干流上游鳳縣和中下游的略陽、寧強(qiáng)一帶。而嘉陵江流域的洪水為暴雨型洪水，由暴雨分析可知，嘉陵江干流上游為暴雨中心應(yīng)為其干流洪水產(chǎn)生的主要來源。

4.3 水文站設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

本次收集到談家莊、略陽水文站的系列洪水資料，利用歷史調(diào)查洪水資料和各站實(shí)測洪水，分別組成各站不連續(xù)洪水系列，按不連續(xù)系列公式計(jì)算各站經(jīng)驗(yàn)頻率，根據(jù)矩法計(jì)算出來的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，采用皮爾遜Ⅲ型曲線進(jìn)行適線，在適線中總的準(zhǔn)則是:盡量使理論頻率曲線通過經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)的中心位置。若有困難時(shí)，側(cè)重考慮與上部和中部大水點(diǎn)據(jù)吻合。歷史洪水重現(xiàn)期有變動范圍時(shí)，定線時(shí)作適當(dāng)考慮。經(jīng)過適線，求得略陽、談家莊水文站設(shè)計(jì)洪水成果及統(tǒng)計(jì)參數(shù)詳見表5。

表5 各站設(shè)計(jì)洪水參數(shù)成果表 m3/s

從上述計(jì)算結(jié)果可知，談家莊和略陽水文站0.33%和1%的設(shè)計(jì)洪水基本接近。

5 結(jié)論

從上述分析可知，雖然西漢水的流域面積占略陽站控制面積的比例較大，但由所處暴雨中心的不同，并且受流域形狀和下塹面條件的影響，干支流洪水在略陽站并不遭遇，因此，略陽站大洪水主要是干流來水造成。

［1］陜西省防汛抗旱總指揮辦公室.陜西災(zāi)害性洪水實(shí)例選編［R］.西安;1998

［2］西安理工大學(xué)水利水電土木建筑研究設(shè)計(jì)院.陜西境內(nèi)嘉陵江干流白水江至太白灘河段水能開發(fā)規(guī)劃［R］.西安;2007

［3］陜西省水利水土保持廳.陜西省中小流域暴雨洪水圖集［R］.西安;1985