甘肅省成縣東河“8·12”暴雨洪水調查分析

祝宗武

（甘肅省水文水資源局，甘肅蘭州730000）

甘肅省成縣東河“8·12”暴雨洪水調查分析

祝宗武

（甘肅省水文水資源局，甘肅蘭州730000）

2010年8月12日凌晨2～9時，甘肅省成縣境內的東河中上游地區、徽縣境內的麻沿鄉、高橋鄉、榆樹鄉以及西和縣境內的曬經鄉等地均突降暴雨，引發的山洪、泥石流、滑坡等自然災害導致成縣17個鄉鎮、216個村、30836戶、127134人受災，60%的農村人口受到洪災影響，災害造成全縣直接經濟損失296669.7萬元。本文分析了此次暴雨的洪水特性，為研究該流域暴雨洪水災害及防治對策提供科學依據。

暴雨洪水；東河；調查分析

1 流域概況

1.1 暴雨洪水區概況

成縣位于甘肅省南部的隴南市，東北與徽縣接壤，西與西和縣相鄰，南以西漢水為界與康縣相望，東南與陜西省略陽縣毗鄰。全縣轄12鎮5鄉，15個居民委員會，245個村民委員會，1472個合作社。總戶數6.22萬戶，總人口28萬多人。

1.2 自然地理

成縣位于東南部秦嶺南麓徽成盆地西段，屬于長江流域嘉陵江水系，介于北緯33O31＇～34O02＇、東經105O24＇～105O57＇之間，南北長55km，東西寬52km，總面積1780km2。成縣屬西秦嶺南麓山地，境內地形復雜，多高山峽谷，地形分中山、丘陵、川壩3種類型；地勢西北高、東南低，地勢由西向東南傾斜，海拔在750～2377m之間；地貌特征南北為山地，中部為丘陵，縣城所在地海拔960m左右。境內有犀牛江、東河、南河、洛河等“一江三河”，其中東河由北至南從縣城穿過。成縣土地總面積1780km2，其中耕地2.75萬hm2，林地7.91萬hm2，天然草場1.03萬hm2，森林覆蓋率為47.9%。

1.3 氣候

成縣地處大陸腹地，屬暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，冷暖適度，冬季受來自西北的冷空氣影響，夏季受來自孟加拉灣的暖濕季風影響，氣候的季節性差異大，垂直變化明顯。根據成縣氣象站1960—2009年實測資料統計，年平均氣溫11.9℃，最熱月平均氣溫23.3℃，最冷月平均氣溫-0.8℃，極端最高氣溫37.3℃，極端最低氣溫-15℃；多年平均降水量680mm，相對濕度75%。多年平均蒸發量1149mm，干旱指數1.79；多年平均日照1795h；多年平均風速0.9m/s，最大風速16.7m/s；無霜期210d，最大凍土深度20cm。自然災害有干旱、暴雨、冰雹、連陰雨、霜凍等，其中以干旱為主。

2 暴雨

2.1 天氣成因

甘肅省隴南地區由南向北屬北亞熱帶半濕潤區向半濕潤、半干旱區過渡地帶，境內山脈縱橫交錯，高低相差懸殊，天氣氣候差異明顯，降水時空分布不均，降水量年際變化大。該區是甘肅省年降雨量較多的地區，也是暴雨發生最多的地區。暴雨災害是隴南地區的主要氣象災害之一。

受北方冷空氣、西太平洋副熱帶高壓和西南暖濕氣流的共同影響，8月11—12日，隴南市出現了區域性暴雨，局部大暴雨天氣。成縣黃渚鎮累計降水量達到261.8mm。

隴南市氣象局2010年8月11日17時20分發布暴雨黃色預警信號，12日4時25分再次將黃色預警信號升級為紅色。蘭州中心氣象臺8月12日7時45分發布甘肅省暴雨紅色預警信號：隴南市成縣局部地方已出現大暴雨，預計未來12h內，降水仍將持續，局部地方有暴雨或大暴雨，出現3級地質災害的可能性較大。

8月12日10時，甘肅省氣象局根據8月12日9時中國氣象局啟動重大氣象災害（暴雨）Ⅲ級應急響應的通知和蘭州中心氣象臺最新天氣預報，進入暴雨Ⅲ級應急響應狀態。

2.2 點雨量調查與確定

成縣東河“8·12”暴雨調查，走訪了主要暴雨區以及暴雨的邊緣地帶，共計5個鄉，19個村，40多人次。基本上摸清了暴雨走向、暴雨中心的位置以及暴雨籠罩的面積，并通過走訪調查雨區承雨器具，計算確定了點雨量值。經調查，最后獲得6個調查點雨量值，再加上成縣水文站雨量資料及其雨區9個委托雨量站資料、成縣氣象部門報汛雨量資料，共得到17處點雨量資料，基本控制了雨區降水的空間分布。具有代表性的黃渚關雨量站各時段最大降水量如圖1所示。

圖1 黃渚關雨量站“8·12”各時段最大降水量

2.3 暴雨時空分布及特性分析

從走訪及點雨量的面上分布情況分析，該次暴雨走向是自西北向東南呈帶狀分布。降雨區北部起自天水市麥積區和東河流域接壤地帶，西部起自西和縣曬經鄉俞家莊一帶，成縣黃渚鎮為這次暴雨的中心。自黃渚鎮向東南方向暴雨量逐漸減小，暴雨強度逐漸減弱。黃渚鎮王臺村雨量站自記雨量計記錄顯示，降水開始時間為12日凌晨1時，其中1—4時降水強度不大，降水量僅為3.7mm；4—9時降水強度很大，降水量為196.7mm。最大1h降水量為83.5mm，最大2h降水量為120.5mm，最大3h降水量為144.9mm，最大4h降水量為175.5mm。其整個過程降水量高達261.8mm。降水隨時間累積曲線如圖2所示。從該圖上看出12日4時30分—10時30分降水強度最大，該時段內降水達216.1mm，占整個降水過程的82.5%。綜上所述，該次暴雨具有短歷時、強度大、局地性強的特點。

圖2 黃渚關雨量站“8·12”暴雨降水隨時間累積曲線

3 洪水調查與分析

3.1 調查河段布設

本次暴雨致使東河、洛河、永寧河等多條河流都發生了較大洪水，但由于主雨區位于東河流域，同時東河流域也是這次暴雨洪水受災最嚴重的地區。因此，這次洪水調查以東河干支流為主，同時考慮到這次暴雨洪水資料的珍貴性，對洛河、伏鎮河洪峰流量也進行了調查。

本次洪水調查，依據水文調查對河段布設的要求，以控制暴雨中心區河溝和干支流相互控制洪峰流量為原則。在東河干支流上布設10個調查河段，在洛河上布設2個調查河段，在伏鎮河上布設1個調查河段。如圖3所示。各調查河段均比較順直，河段附近沒有水流受阻或變動回水等現象。布設的調查河段基本控制了東河上下游的洪峰流量。

東河流經成縣城區后，與南河交匯，交匯后河名為長豐河，交匯口以下不到1km處設有省級重點站成縣水文站，測得了完整的洪水漲落過程。由于在這次暴雨洪水過程中，南河水位平穩，未出現漲落過程，因此，可以由成縣水文站測得的洪峰流量及洪水過程來檢驗調查河段的洪峰流量及洪水過程的可靠程度。

3.2 洪水過程調查及洪峰流量確定

調查組在走訪調查時，對各調查河段的洪水漲落情況進行了詳細調查詢問，如何時起漲，何時到達峰頂，何時消退，何時退完等。調查得到的各調查河段的洪水過程見表1，根據調查的洪水過程點繪的概化過程線如圖4所示。

洪峰流量的計算方法為：洪水總量=徑流量-基流量，基流的切割方法采用斜線切割法，此次洪水的主要特征為：漲勢迅猛、水位高、含沙量大、漂浮物多。從9時48分開始汛速漲水至11時峰頂，水位就從992.18m漲至995.86m（最高水位995.87m），本次洪水的主要特征值見表2。

圖3 成縣東河流域“8·12”暴雨洪水點雨量及調查河段分布

表1 成縣東河“8·12”暴雨洪水調查成果

圖4 曬經、三渡水、黃渚鎮各調查河段洪水過程線

表2 “8·12”洪水特征值統計基面：假定

3.3 洪水頻率計算

成縣水文站為國家基本水文站，實測資料完整，精度符合《河流流量測驗規范》（GB50179—93）要求，作為洪水頻率分析計算依據。自1959—2010年，共有52年實測最大洪峰流量資料系列，其中1964年7月21日實測洪峰流量1300m3/s，為本站實測最大洪峰流量。

根據《甘肅省洪水調查資料》成果，近一二百年間的可調查考證期內，成縣共發生2次大的洪水。最大洪水發生在1934年，調查洪峰流量為2500m3/s，調查資料成果較為可靠，可做為歷史洪水參加頻率計算，次大洪水發生在1898年，洪峰流量數值不能確定，但確切排位應在1934年洪水之后，為歷史次大洪水，可供參考。

對實測的年最大洪峰流量資料系列從大到小排序，可算出其經驗頻率。

將經驗頻率點據（Pi，Qi）點繪在頻率格紙上，根據曲線與經驗點據配合最佳的原則，適度考慮大洪水點據，調查相關參數，繪制理論頻率曲線。檢查理論曲線與經驗點據的擬合情況，適當調整Cv、Cs等參數，直至理論曲線與經驗點據擬合良好，這時的Cv、Cs就是優選的參數。

依據以上原理，將各項數值輸入頻率計算程序，就可以得到計算結果和生成最大流量頻率曲線圖（P-Ⅲ型），如圖5所示。計算結果見表3。

根據計算結果和頻率曲線圖推求出成縣“8· 12”洪水的重現期為：10～15年一遇。

表3 成縣站不同頻率洪峰流量成果

圖5 成縣站洪峰流量水文頻率計算曲線（P-Ⅲ型）

4 災害分析

4.1 特點和成因

本次暴雨洪水為歷史罕見的、典型的局地大暴雨形成的區域山洪突發性洪水，具有降雨量大、強度大、持續時間短、范圍小、突發性強、洪水漲落急劇、流速大、洪水持續時間短、破壞力強、區域災害嚴重等特點。

降水因素是造成成縣“8·12”暴雨洪水災害的根本原因。這次暴雨歷時短強度大，再加上東河流域水系發達，且各支流、支溝坡度大，洪水的沖刷和挾沙能力相當強，致使很多支流支溝淤滿了泥沙和巨石，洪水挾裹著泥石流，任意肆虐，沿途農田大面積被淹沒，居民的房屋被沖毀，以至于多個生命被洪水帶走。趙河與廟溝的災害就是這樣形成的。其次，當地居民人為縮窄河道，占用河道來建造住房，同時在河道內采沙，亂采亂堆，河道不暢，行洪能力降低，河堤不牢固，堤防標準低，暴雨洪水預警系統不健全，人們防洪意識不強等，也是造成這次災害的主要原因。

“8·12”暴雨洪水災害也把無視防洪安全以及對東河流域生態環境破壞的不良影響都顯現出來了。流域內植被破壞，碎石廢渣堆積，礦山山體千瘡百孔，礦區地質災害頻發，環境污染問題凸現，流域生態環境不斷惡化，水土流失嚴重。發端于20世紀70年代長豐河上游的鉛鋅采礦業，支撐了地方的經濟發展。自1980年以來的30年，是地方經濟發展最快的時期，是社會財富大量累積的時期，也是東河流域生態環境破壞最嚴重的時期。雖然采礦單位也做了一些復墾、植樹等工作，但流域生態環境的恢復要比破壞周期漫長得多。

4.2 建議

地方政府應利用災后重建的有利時機，站在可持續發展、綠色、有序發展的高度，依法加大東河流域的治理力度，堅決杜絕非法采礦、采金、采砂行為，疏浚河道，提高堤防標準，加固河堤，提高河道的行洪能力。應建立健全暴雨洪水預警和防范系統，加強防洪知識宣傳工作，做好暴洪災害的協防演練，盡可能降低人民生命財產損失。應下大力氣做好流域內植被的恢復和土地的復墾工作，堅決杜絕在行洪區域內搞建筑，把各項防洪法律法規落到實處，確保大暴雨洪水期間的人民生命財產安全。

［1］水利電力部水利司.水文測驗手冊（第一冊 野外工作）［M］.北京：水利電力出版社，1980.

［2］甘肅省洪水調查資料第五冊（嘉陵江水系）.甘肅省水利廳刊印，1983.

［3］甘肅省雨洪歷史文獻資料.甘肅省水利廳刊印，1985.

［4］王長河.遼河流域“05·8”暴雨洪水分析［J］.水利規劃與設計，2006（05）.

TV122+1

B

1672-2469（2015）12-0032-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.013

祝宗武（1970年—），男，工程師。