玉帶河“03·7”暴雨洪水分析

◎ 馬雄偉

1 概況

1.1 自然地理概況

玉帶河發源于陜西省漢中市寧強縣境內，流域位于米倉山北麓，漢江河谷盆地以南，為漢江源頭右岸第一條較大支流。該河貫穿寧強全縣于大安鎮匯入漢江。河長101km，流域面積831km2，河道平均比降7.8‰。流域內有“引嘉（嘉陵江）入漢（漢江）”跨流域引水工程一座。

玉帶河流域內為土石山區，植被較好，森林覆蓋率較高。其中，高山區森林覆蓋好，低山丘陵區出露大面積花崗巖體，風化剝蝕作用強烈；山谷段山高谷深，坡陡流急，河道比降大，匯流速度快，極易形成陡漲陡落的洪水。

1.2 氣象、水文特征

玉帶河流域屬北亞熱帶氣候，由于受地形條件影響，氣候垂直差異變化明顯。地形每升高100m，氣溫約下降0.48℃～0.64℃。受北部秦嶺高山阻隔，夏季東南及南部的暖濕氣流會帶來大量的水氣，常常形成大面積、高強度的暴雨和冰雹等災害性天氣。該流域降水隨季節變化明顯，夏季最多，占全年70%；冬季最少，僅占3%；其中7～9三個月降水量占全年60%左右，且多出現暴雨。流域多年平均年降水量1031.0mm，多年平均年徑流量2.75億m3。

1.3 水文站網情況

玉帶河流域內設有國家基本水文站1處，國家基本雨量站4處。鐵鎖關水文站于1960年3月設站，為漢江上游區域代表站，該站斷面以上流域內設有滴水鋪、洄水河、周家壩3個國家基本雨量站。鐵鎖關站集水面積433km2，河長46.1km，平均比降7.8‰。

2 雨情

2003年7月15日，受我國北方冷空氣東移南下，在青藏高原東北側陜西一帶與西南暖濕氣流交會穩定發展的影響，陜西省秦嶺以南漢江上游的寧強、勉縣、南鄭、留壩、漢中以及周邊嘉陵江流域的部分區域出現大范圍暴雨，寧強玉帶河流域鐵鎖關水文站7月15日17時48分出現1960年設站以來的最大洪水。

2.1 暴雨成因

這次特大暴雨主要是我國北方的冷空氣東移南下，在青藏高原東北側陜西一帶與西南暖濕氣流交會穩定發展而引起的強降水。

2.2 暴雨特性

2.2.1 降雨過程

從7月11日左右開始，漢江上游開始降雨，但強度不大，11日～14日72小時鐵鎖關站降雨量為47.0mm，元墩站為47.0mm，大安站為30.0mm,整個西部一般為小到中雨，中東部只是零星陣雨。形成這次“03·7”特大暴雨的主降雨是從7月15日2時開始的，起初的雨強并不大，鐵鎖關站15日2時～8時的降雨量為9.0mm，僅為小雨，8時～9時的降雨量為4.5mm，為中雨，9時～11時的降雨量為24.2mm，為大雨；周家壩站15日2時～8時的降雨量為9.0mm，也為小雨。從11時左右開始雨強突然猛增，而且越下越大，傾盆大雨一直持續到下午17時左右，鐵鎖關站11時～17時的降雨量達133.8mm，周家壩站8時～14時的降雨量達127.6mm，14時～20時的降雨量達62.5mm，17時以后降雨強度逐漸減弱，16日8時左右結束。

2.2.2 暴雨范圍及時空分布

此次暴雨覆蓋漢江漢中以上流域及周邊的嘉陵江流域部分區域，強降雨覆蓋了玉帶河全流域。暴雨走向由西向東，暴雨中心位置在玉帶河流域寧強縣城～周家壩～鐵鎖關一帶，點最大降雨量出現在周家壩鄉，周家壩雨量站次降雨量為202.7mm。最大12小時降雨量大于100mm的暴雨籠罩面積為1560km2，大于150mm的暴雨籠罩面積為642km2。最大24小時降雨量大于100mm的暴雨籠罩面積為1730km2，大于150mm的暴雨籠罩面積為803km2。

本次暴雨的時空分布較為集中，玉帶河流域的主降雨過程持續了18個小時，強降雨過程僅持續6小時左右。暴雨中心的鐵鎖關站最大6小時降雨量133.8mm，最大12小時降雨量168.0mm，最大24小時降雨量177.0mm，分別占次降雨量 186.0mm的 71.9%、90.3%和95.2%；周家壩站最大6小時降雨量127.6mm，最大12小時降雨量190.1mm，最大24小時降雨量197.9mm，分別占次降雨量 202.7mm的 63.0%、93.8%和97.6%。

從其時面深關系圖中也充分反映了本次暴雨范圍大、時空分布集中、衰減緩慢的規律。本次暴雨的時面深關系見圖1。

2.2.3 暴雨特點

圖1 玉帶河“03·7”暴雨時面深關系圖

圖2 鐵鎖關水文站“03·7”洪水流量過程線圖

本次暴雨的主要特點是降雨集中、強度大、歷時短。根據鐵鎖關、周家壩和寧強3處降雨過程資料分析，主降雨過程從15日2時至15日20時，歷時18小時，每小時降雨量大于20mm強降雨過程集中在15日11時到17時，玉帶河流域持續了6小時強降雨。據寧強氣象站和鐵鎖關水文站長系列觀測資料統計，本次降雨過程中寧強氣象站最大24小時降雨量是191.9mm，為該站自1957年以來的最大值；鐵鎖關站最大24小時降雨量是177.0mm，為該站自1960年以來的第2大值（1962年7月18日241.6mm），從鐵鎖關站逐時降雨量柱狀圖就較好地反映出本次降雨的特點。

2.3 暴雨量級和重現期確定

按照24小時降雨量級劃分標準，玉帶河流域7月14日20時到15日20時降雨量在100～197.9mm之間，為全流域性的大暴雨；按照12小時降雨量級劃分標準，7月15日8時到15日20時降雨量在150～197.9mm之間，幾乎覆蓋玉帶河全流域，為全流域性的特大暴雨。

為了較準確的確定本次暴雨的重現期，特對鐵鎖關站12小時和24小時暴雨系列（1960年～2012年）進行統計，并采用P3型頻率曲線進行分析計算，將其成果與本次暴雨鐵鎖關站最大12小時降雨量168.0mm、最大24小時降雨量177.0mm對照可知，本次暴雨最大12小時降雨量相當30年一遇暴雨，最大24小時降雨量相當20年一遇暴雨。

3 水情

3.1 洪水特征

3.1.1 洪水過程

玉帶河流域中游設有鐵鎖關水文站，根據該站當年實測資料顯示，玉帶河水位從15日10時30分的733.21m開始上漲，到15日17時48分出現洪峰水位741.02m，歷時7.3小時，水位漲幅達7.81m，平均漲率1.07m/h；流量從 75.0m3/s上漲至2920m3/s，流量漲幅達 2850m3/s，平均漲率392m3/s.h；落水段流量從峰頂的2920m3/s落至430m3/s僅用7個小時左右，水位落差達5.67m；流量從430m3/s落至起漲時的45.0m3/s歷時50小時，洪水總歷時64.3小時，洪水總量達7010萬m3。鐵鎖關水文站“03·7”洪水流量過程線見圖2。

3.1.2 洪水特點

由于玉帶河流域內山高谷深，河道比降大，坡陡流急，匯流速度快，其洪水具有典型的山溪性河流特點。洪水匯流時間短，漲水迅猛，落水先陡落后緩落的特點。本次洪水還有一個特點是前期流域下墊面土壤接近飽和，產流系數高。7月15日前連續7日流域內降小到中雨，鐵鎖關以上流域7日平均降雨量在60mm。

7月15日暴雨洪水造成寧強縣大量農田房屋毀壞，多處水利工程被毀，全縣輸電線路損壞嚴重，縣城電力供應和全縣移動通信中斷；勉寧高速公路建設工地損失慘重，大量建設物資和設備被沖毀，108國道中斷；寧強縣城部分區域進水，勉寧高速公路鐵鎖關鎮部分路面被淹。據不完全統計，寧強縣因洪水災害直接經濟損失1.11億元，成災人口17.52萬人。

3.2 歷史洪水及重現期分析

3.2.1 歷史洪水排位分析

根據陜西省水利水土保持廳1984年編印的《洪水調查資料》，玉帶河鐵鎖關站斷面，在本次洪水發生前，洪水排位情況為：1962年7月18日洪水，實測流量2820m3/s，排第1位；1903年和1924年洪水，無具體量值，排第2位和第3位；1981年7月13日洪水，實測流量1750m3/s，排第4位。本次洪水洪峰流量達2920m3/s，在歷史洪水排位中排第1位。

3.2.2 洪水重現期分析

經對鐵鎖關站年最大洪峰流量系列（1960年～2012年）進行統計，根據歷史洪水調查排位情況，本次洪水洪峰流量2920m3/s為1903年來最大，調查期確定為110年，把本次洪峰和1962年洪峰按實測系列中的特大值處理，其經驗頻率分別為1.0%、2.0%。按不連續系列進行P3型頻率曲線分析計算，經過系列統計參數優化和目估適線，計算成果是：洪峰流量均值822m3/s、Cv=0.76、Cs=3.0Cv，100年 一遇洪水洪峰流量是3160m3/s，50年一遇洪水洪峰流量是2690m3/s。所以，本次洪水的重現期為超50年一遇，不足100年一遇。

4 結語

玉帶河流域發生的“03.7”暴雨洪水為一次特大暴雨洪水，其特點是暴雨集中、強度大，洪水匯流時間短、暴漲暴落、破壞性強。通過頻率分析出現了暴雨量級不大，洪水量級大的現象，究其原因是由于該流域及附近流域從7月8日開始降雨，連續7天流域內降小到中雨，在“7·15”暴雨來臨前其土壤含水量已基本飽和，加之該流域山高谷深，坡陡流急，河道比降大，匯流速度快，形成了這次接近100年一遇的災害性洪水。

近年來國家非常重視山洪災害的預防和治理，通過中小河流建設等非工程措施，投入大量資金，在該流域新建了部分防汛專用水位站、雨量站，為預防災害性暴雨洪水起到了很大作用。今后應進一步加強基層領導和廣大群眾的防洪抗洪意識；進一步完善山區局地暴雨洪水監測系統建設，完善暴雨洪水預警預報系統，提高暴雨洪水的預見期；進一步完善落實防御山洪災害預案，建立洪水保險制度，爭取把災害損失降到最低。陜西水利