螞蟻河蓮花(二)站典型年洪水分析

趙廣忠，劉廣成，楊慶福

( 哈爾濱水文局，哈爾濱150010)

1 概 況

螞蟻河是松花江右岸支流。發(fā)源于張廣才嶺老爺嶺西側(cè)尚志市魚池鄉(xiāng)境內(nèi)虎峰嶺西南坡的螞禿嶺，河源海拔高程700 m，干流由河源自西向東流經(jīng)黑龍江省尚志市、延壽縣、方正縣，于方正縣的松南鄉(xiāng)老龍崗西注入松花江。河長(zhǎng)339 km，流域面積10 547 km2，平均坡降0.70‰。流域多年平均降雨量在650 ～800 mm。降雨主要集中在夏季，6—9月份降雨量占年降雨量的70%以上。

蓮花( 二) 水文站為螞蟻河下游控制站位于方正縣寶興鄉(xiāng)，至松花江河口距離21.4 km，流域控制面10 425 km2。中高水位98.09 ～99.86 m，最大水面寬360 ～1 900 m，水深2.6～6.0 m，流速1.3 ～2.2 m/s; 枯水位95.48 m，水面寬145 m，水深1.3 m。多年平均徑流量20.4 億m3，多年平均含沙量為0.247 kg/m3，多年平均輸沙率為10.7 kg/s。最枯水年2003年年平均流量為39.5 m3/s，最豐水年1994年年平均流量為159 m3/s。年徑流年際變化很大，最大年徑流總量與最小年徑流量相差8 倍左右。

2 典型年洪水統(tǒng)計(jì)

選取蓮花( 二) 站1957—2005年水文資料分析，最大流量的前10 位排序表，如表1。

表1 螞蟻河蓮花(二)水文站年最大流量前10 位排序表

3 頻率洪水分析

頻率洪水的分析計(jì)算借用《警戒水位修訂》中設(shè)計(jì)洪水成果中的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，其設(shè)計(jì)流量采用2000年1月《松花江流域防洪( 黑龍江省部分) 可研階段水文分析報(bào)告》成果。由于1998年以后螞蟻河未發(fā)生大洪水，本次將系列延長(zhǎng)至2005年后計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水變化不大，故仍采用報(bào)告中的成果。

該站具有1958—1998年41 a實(shí)測(cè)連續(xù)流量系列，并加入1932年歷史調(diào)查洪水。采用以上組成的不連續(xù)洪水系列，以矩法初步計(jì)算參數(shù)值，采用P—Ⅲ型理論頻率曲線適線，取CS=2.5CV，經(jīng)適線調(diào)整后確定最終采用的參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 蓮花(二)水文站設(shè)計(jì)洪水成果表

4 典型年洪水分析

4.1 1994年洪水分析

4.1.1 水情分析

7月13日流域內(nèi)降大雨到大暴雨，干流延壽站最大洪峰流量2 250 m3/s，支流東亮珠河中和站洪峰流量874 m3/s，加上區(qū)間來(lái)水，形成蓮花( 二) 站洪峰流量4 060 m3/s，居1957—2005年實(shí)測(cè)系列第1 位，居1932—2005年間第2 位。

4.1.2 形成本次洪水的天氣系統(tǒng)分析

這次暴雨主要是受6 號(hào)臺(tái)風(fēng)和阻塞高壓的綜合影響形成的。7月8日，第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)在西太平洋上生成并于7月10日在臺(tái)灣登陸，經(jīng)福建、浙江等地北上到達(dá)沈陽(yáng)附近，中途迅速減弱為低氣壓。7月13日高空?qǐng)D上，太平洋副高偏西北，在貝加爾湖以西有較穩(wěn)定的高壓脊，并有西風(fēng)槽長(zhǎng)時(shí)間在河套附近，不斷有小股冷空氣活動(dòng)。由于貝加爾湖冷空氣加強(qiáng)，使河套低壓槽加強(qiáng)并東移，促使地面蒙古氣旋加強(qiáng)并向東北方向移動(dòng)，形成北脊南槽輻合氣流型，第6 號(hào)臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的大量水氣匯入西風(fēng)槽和蒙古氣旋，且由于中亞阻塞高壓加強(qiáng)少動(dòng)，向東北方向輸送大量水氣進(jìn)入黑龍江省張廣才嶺山區(qū)，在有利地形配合下，形成了7月12日至13日的較強(qiáng)的降水過(guò)程。

4.1.3 雨情分析

1994年7月8日—14日，方正縣境內(nèi)連降大雨和暴雨，總降雨量達(dá)269.6 mm。7月13日平均降水量達(dá)138.0 mm，部分地區(qū)多達(dá)206 mm。是方正縣有氣象記載以來(lái)，日降水量最高值。7月份共降水321.4 mm，也是方正氣象史上月降水量的最高值。

4.1.4 災(zāi)情統(tǒng)計(jì)

1994年洪水給螞蟻河流域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了很大損失:農(nóng)田受災(zāi)102 萬(wàn)畝，損失糧食28.5 萬(wàn)t，沖毀公路63 km，沖毀橋梁343 座，受災(zāi)企業(yè)12個(gè)，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2.2 億元。

4.2 1960年洪水分析

4.2.1 水情分析

8月4日—7日流域內(nèi)普降暴雨到大暴雨，蓮花( 二) 站最大洪峰流量3 890 m3/s，居1957—2005年實(shí)測(cè)系列第2 位，居1932—2005年間第3 位。洪水主要來(lái)自本流域上游及各支流。其中干流上游來(lái)水占蓮花( 二) 站洪峰的71.5%、右岸主要支流東亮珠河來(lái)水占蓮花( 二) 站洪峰的26.4%，區(qū)間來(lái)水占蓮花( 二) 站洪峰的2.1%，此外，上游關(guān)門山水庫(kù)發(fā)生了決口，僅4 h水就流光了，致使螞蟻河的洪水猛漲。

4.2.2 形成本次洪水的天氣系統(tǒng)分析

主要是北方的冷空氣和南方的暖濕空氣活動(dòng)比往年頻繁。從西伯利亞、蒙古以及華北地區(qū)來(lái)的低壓與由南太平洋北上的臺(tái)風(fēng)、暖濕空氣交綏。在中國(guó)登陸且北上的臺(tái)風(fēng)有7次，其中直接或間接影響到螞蟻河流域的臺(tái)風(fēng)就有3 次。8月6日—7日螞蟻河流域普降的暴雨，6日是7 號(hào)臺(tái)風(fēng)雨區(qū)影響，7日是河套低壓影響。8月5日20 時(shí)700hPa 圖上，亞洲上空為平直環(huán)流型，西太平洋副熱帶高壓位置偏北，中心在日本，7 號(hào)臺(tái)風(fēng)在渤海少動(dòng);6日14 時(shí)臺(tái)風(fēng)中心消失，但臺(tái)風(fēng)雨區(qū)卻沿著西太平洋副熱帶高壓西側(cè)北上，西南氣流向東北方向伸展，影響松花江流域的東南部地區(qū)。另外，原來(lái)在巴爾喀什湖的冷空氣東移，8月5日冷空氣移過(guò)天山進(jìn)入南疆。7日20 時(shí)低壓中心從西部進(jìn)入松花江流域，造成螞蟻河流域暴雨。

4.2.3 雨情分析

螞蟻河6月份流域平均雨量達(dá)187.2 mm，是歷史同期的1.9 倍。7月份降雨偏少，8月上旬普降暴雨和大暴雨。6月—8月上旬，流域平均降水日數(shù)達(dá)45 d左右。雨區(qū)遍布整個(gè)流域。6月1日—8月7日，雨量一般都在350 mm以上，流域的中、上游雨量在400 mm以上，尚志、小三甲、十三里雨量站雨量超過(guò)600 mm。

4.2.4 本次洪水災(zāi)情統(tǒng)計(jì)

尚志市農(nóng)田受災(zāi)面積5.22 萬(wàn)hm2，水毀房屋1 532間，受災(zāi)農(nóng)戶2 036 戶，受災(zāi)人口104 626 人，占全縣農(nóng)業(yè)人口的65.01%，淹死牲畜300 頭，淹死家禽3 902只。延壽縣螞蟻河鎮(zhèn)南防洪堤決口13 處，關(guān)門山水庫(kù)大壩決口，新城灌區(qū)干渠被沖毀26 處，黑山塘壩亦被沖毀，全縣有40個(gè)自然屯被淹，受災(zāi)農(nóng)田2.1 萬(wàn)hm2。方正縣沿螞蟻河兩岸遭受暴雨襲擊，有29個(gè)管轄區(qū)、5 268戶受災(zāi)。

4.3 1991年洪水分析

4.3.1 水情分析

7月下旬，螞蟻河流域內(nèi)普降大到暴雨，致使山洪暴發(fā)，河水猛漲。蓮花( 二) 站于7月26日10 時(shí)出現(xiàn)洪峰，水位為99.80 m，相應(yīng)流量2 530 m3/s，居1957—2005年實(shí)測(cè)系列第3 位，居1932—2005年間第4 位。洪水主要來(lái)源于螞蟻河干流上游和右岸主要支流東亮珠河來(lái)水，其中干流上游來(lái)水占蓮花( 二) 站洪峰的64.7%、右岸主要支流東亮珠河來(lái)水占蓮花( 二) 站洪峰的35.3%。

4.3.2 形成本次洪水的天氣系統(tǒng)分析

6月末、7月初，5 000 m的中緯高空為穩(wěn)定的二脊一槽型，在烏拉爾山及雅庫(kù)茨克的遠(yuǎn)東為強(qiáng)大的阻塞性高脊兩高脊在中亞為槽，從新地島到內(nèi)蒙古為南北向大低槽，使新地島的冷空氣不斷分股沿西北鋒區(qū)南下到該流域，造成6月—7月的典型的陣雨連陰天氣。在這種“西低東阻”的環(huán)流中的偏南氣流，不僅具有類似低空急流的水、熱能量傳送作用，且東阻高西側(cè)氣旋性曲率較強(qiáng)，易產(chǎn)生較強(qiáng)的氣旋性渦度，有利于中尺度降雨系統(tǒng)的形成。

7月末受臺(tái)風(fēng)和低壓槽合并影響，流域出現(xiàn)暴雨和大暴雨天氣形勢(shì)。3 000 m高空歐亞地區(qū)在貝加爾湖附近的高脊發(fā)展，引導(dǎo)超極地冷空氣入侵河套西部，使河套地區(qū)出現(xiàn)低槽，并加深、東移北上;與此同時(shí)，東部副熱帶高壓繼續(xù)北上，脊線在N34°附近，東北區(qū)的大陸高脊與副熱帶高脊迭加成為南北脊帶，恰在此時(shí)第9 號(hào)臺(tái)風(fēng)北上減弱合并于西風(fēng)帶中，與該流域附近的低壓構(gòu)成以低壓帶。

4.3.3 雨情分析

7月中、下旬螞蟻河流域普降大到暴雨，暴雨主要集中在螞蟻河上游一面坡站以上及右側(cè)支流東亮珠河，最大1 d降雨量在75 mm以上的面積為1 250 km2; 在50 mm以上的面積為4 170 km2;20 mm 以上的面積為6 780 km2，占流域面積的65%。最大3 d降雨量在100 mm以上的面積為2 710 km2; 占流域面積的26%; 在75 mm以上的面積為4 170 km2; 占流域面積的40%; 在50 mm以上的面積為8 340 km2，占流域面積的80%。一面坡站以上流域平均最大1 d降雨量為76.6 mm，最 大3 d 為111.1 mm，最 大7 d 為200.2 mm，最 大30 d 為323.6 mm( 占多年平均年降水量的46.9%) 。蓮花( 二) 站以上流域平均最大1 d降雨量為62.1 mm，最大3 d為98.7 mm，最大30 d為285.7 mm( 占多年平均年降水量的43.6%) 。

4.3.4 災(zāi)情統(tǒng)計(jì)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，延壽縣共淹沒(méi)耕地1.22 萬(wàn)hm2，絕產(chǎn)面積0.55 萬(wàn)hm2，受災(zāi)村屯76個(gè)，受災(zāi)戶11 981戶，受災(zāi)人數(shù)53 425人。沖毀公路5 834 m，沖毀橋梁73 座，沖毀橋涵17處，水毀工程26 處，沖毀高壓線路50 級(jí)( 根) ，直接經(jīng)濟(jì)損失2 430 萬(wàn)元。方正縣農(nóng)田受災(zāi)面積0.96 萬(wàn)hm2，絕產(chǎn)面積0.55 萬(wàn)hm2，水淹村屯18個(gè)，受災(zāi)戶2 412戶6 610人，2 530人無(wú)家可歸，倒塌民房178 間。毀壞車船3 艘，沖毀魚池147處。尚志市農(nóng)田受災(zāi)面積2.19 萬(wàn)hm2，絕產(chǎn)面積1.03 萬(wàn)hm2。受災(zāi)村屯172個(gè)，倒塌房屋592 戶，受災(zāi)人口73 829人。死亡牲畜160 頭，損失糧食7.25 萬(wàn)kg。堤防出現(xiàn)險(xiǎn)情89 處13.287 km，小( 一) 型水庫(kù)垮壩6 座，小( 二) 型水庫(kù)垮壩845 座，沖毀涵閘98 處、灌區(qū)橋梁15 座、農(nóng)道橋239座、橋涵522 處，沖毀公路79.337 km，通信線路倒桿54 根。

5 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)螞蟻河流域蓮花( 二) 站的3個(gè)典型年洪水分析可以看出，造成這些洪水的主要原因是暴雨。就天氣系統(tǒng)而言，臺(tái)風(fēng)和氣旋對(duì)該地區(qū)暴雨起主要作用。對(duì)于螞蟻河流域暴雨的成因，地形也對(duì)其產(chǎn)生了一定的影響。

螞蟻河流域的暴雨洪水具有以下4 方面的特性:①年際變化比較大;②暴雨洪水季節(jié)分布明顯;③破壞性非常嚴(yán)重;④受天氣系統(tǒng)影響比較大。

［1］黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院. 松花江流域防洪( 黑龍江省部分) 可研階段水文分析報(bào)告［R］. 哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2000.