紅柳溝流域“2015.08.08”與“2010.08.11”暴雨洪水特性對比分析

和志國　段麗婷　王彥兵

（寧夏水文水資源勘測局寧夏銀川750001）

紅柳溝流域“2015.08.08”與“2010.08.11”暴雨洪水特性對比分析

和志國段麗婷王彥兵

（寧夏水文水資源勘測局寧夏銀川750001）

本文通過對寧夏紅柳溝流域“20150808"暴雨洪水和“20100811”歷史暴雨洪水進(jìn)行對比分析，為進(jìn)一步研究和掌握紅柳溝流域暴雨洪水規(guī)律，預(yù)防和減小洪水災(zāi)害損失提供技術(shù)支撐和決策依據(jù)。根據(jù)流域內(nèi)的24個測站數(shù)據(jù)及洪調(diào)資料，通過分析兩場洪水的暴雨特征、洪水特征及干支流洪水組合情況來探求該流域的暴雨洪水規(guī)律，對洪水預(yù)警預(yù)報、防洪調(diào)度決策具有重要作用。

暴雨分析；洪水分析；紅柳溝；洪水調(diào)查

1　概況

紅柳溝發(fā)源于寧夏吳忠市羅山西側(cè)，由南向北穿紅寺堡中部，由中寧縣鳴沙鎮(zhèn)匯入黃河，流域出口由鳴沙洲水文站控制，為黃河一級支流。河長107km，流域面積1064km2，河流南北稍偏西走向，屬黃土高原丘陵區(qū)，地貌形態(tài)屬羅山山前洪積平原，東有大羅山、小羅山，西有張家山、煙洞山，海拔最高大羅山2624m。流域多年平均降水量269mm，年際分配不均，降雨集中在6月～9月，占年降雨的70%。［1］

2　暴雨分析

2015年8月8日～11日，紅柳溝流域出現(xiàn)三次降雨過程，分別是8日10時～16時、10日13時～11日2時、11日13時～16時。第一次降雨大部分地區(qū)降中到大雨，局地大暴雨。降雨先從流域上游開始，由南向北移動，雨量自南向北逐漸遞減。暴雨中心在新莊集蓄水池一帶（羅山西側(cè)山前位置），屬典型的夏季山前地形雨。據(jù)統(tǒng)計，降雨籠罩面積1064km2，面平均降雨量20mm。主雨集中在10∶00至11∶30，單站最大1小時降雨量達(dá)45.8mm，占總降雨量的62%。第二次降雨大部分地區(qū)降中雨，大河子水溝上游區(qū)域降大到暴雨，局地降大暴雨。降雨先從大河子水溝上游開始，由南向北移動。該次降雨歷時在2h～10h之間，主雨集中在22∶00至23∶30。暴雨中心在馬段頭一帶（大河子水溝流域西南側(cè)），最大1小時降雨量達(dá)42.0mm，占總降雨量的54%。第三次降雨歷時在0.5h～1.25h之間，各監(jiān)測站雨量均不足5mm，從雨量上判斷，不足以產(chǎn)生洪水。但根據(jù)洪水調(diào)查情況，分析認(rèn)為本次降雨主要發(fā)生在紅寺堡區(qū)與同心縣交界張家山、煙洞山一帶，由于本區(qū)域無雨量監(jiān)測站，暴雨中心未監(jiān)測到。“2015.08.08”三次暴雨過程中，由于第二次降雨量較第一次小、第三次暴雨中心未監(jiān)測到，所以本文主要針對第一次降雨與“2010.08.11”歷史暴雨進(jìn)行對比分析。［2］

“2010.08.11”歷史洪水的暴雨特征主要表現(xiàn)為：連續(xù)性降雨，歷時較長，面積廣，有蔣莊子和馬段頭兩個暴雨中心。主雨區(qū)均在紅柳溝上游石山區(qū)。單站最大1小時降雨量達(dá)38.4mm，占總降雨量的42%。經(jīng)對比可知：“2015.08.08”第一場降雨雖降雨歷時、降雨量比“2010.08.11”歷史暴雨小，但1h、3h、6h雨強比“2010.08.11”歷史暴雨大。

3　洪水分析

3.1洪水實測成果

“2010.08.11”歷史洪水為鳴沙洲水文站建站以來最大洪水，2010年8月11日04:00實測洪峰流量423m3/s，重現(xiàn)期50年一遇。“2015.08.08”洪水最大實測洪峰334m3/s，重現(xiàn)期20年一遇，由三次洪水過程組成。

兩場洪水過程對比見圖3-1。

3.2洪水調(diào)查成果

由于紅柳溝流域內(nèi)有大河子水溝、蘭家圈子溝等多條溝道，僅根據(jù)雨量站資料和流域出口站流量資料，無法分析各條溝道的來水情況，還需要洪調(diào)成果來進(jìn)行干支流洪水組合的分析。調(diào)查溝道主要為紅柳溝上游的兩條支溝：蘭家圈子溝和大河子水溝，選擇洪調(diào)斷面11處。圖3-2為洪水調(diào)查斷面分布圖。

3.3洪調(diào)成果分析

由于鳴沙洲水文站第二次第三次洪峰流量較小不做進(jìn)一步的分析，主要對第一次洪水過程對應(yīng)的干支流洪水組合進(jìn)行分析，并與“2010.08.11”歷史洪水進(jìn)行對比。

3.3.1第一次洪調(diào)成果分析

圖3　-1鳴沙洲水文站“2015.08.08”與“2010.08.11”洪水過程對比

圖3　-2洪水調(diào)查斷面分布圖

由洪調(diào)斷面數(shù)據(jù)可知，除蘭家圈子流域西南區(qū)域的支溝獨疙瘩溝、蛇腰溝溝干外，基本全流域產(chǎn)流。根據(jù)洪水情況分成大河子水溝上游段、大河子水溝下游段（11#斷面以上）、蘭家圈子段、大河子水溝與蘭家圈子溝匯入處到鳴沙洲水文站段進(jìn)行洪水分析。

（1）大河子水溝上游段的暴雨中心在新莊集蓄水池一帶（斷面9#和10#之間），暴雨級別為大暴雨。該區(qū)域降雨基本在同時段，張家溝洪水匯入大河子水溝時，洪峰為9#和10#斷面洪峰流量同時疊加。

（2）大河子水溝下游段的降雨主要集中在11時～12時，暴雨級別為暴雨。因該段S304公路改建，在大河子水溝上游約6km處建有圍堰一處，流域發(fā)生洪水后圍堰垮壩，造成下游區(qū)域到達(dá)洪峰流量的歷時變短、洪峰增大。11#斷面處調(diào)查洪峰流量為366m3/s，此流量應(yīng)該為該段區(qū)間入流和上游垮壩流量組成。

（3）蘭家圈子段的降雨主要發(fā)生在12時，蘭家圈子流域降雨為大雨級別，暴雨主要集中在蘭家圈子溝下游（斷面1#和4#之間）區(qū)域，該區(qū)域區(qū)間入流比較大。從斷面4#（流量116m3/s）到斷面7#（73m3/s），距離3.14km衰減43m3/s，斷面7#處有一圍堰被洪水沖毀。

（4）大河子水溝與蘭家圈子溝匯入處到鳴沙洲水文站段的降雨主要發(fā)生在10時～14時，該區(qū)域降雨為大雨級別。該區(qū)域降雨時段長，雨強較小。由蘭家圈子溝7#斷面和大河子水溝11#斷面處水位計所報洪水出現(xiàn)時間可判斷兩溝洪水匯合時為錯峰疊加，鳴沙洲水文站洪水（334m3/s）主要由大河水溝洪水產(chǎn)生，11#斷面（366m3/s）到鳴沙洲水文站24km衰減了32m3/s。

3.3.2與“2010.08.11”歷史洪水對比分析

“2010.08.11”洪峰流量為423m3/s，洪水總量為937.6萬m3，洪水歷時約31個小時，溝道洪水受降雨由南向北減小的影響，自南向北逐漸衰減。

根據(jù)洪水實測與調(diào)查成果對比可以看出：（1）從“2015.08.08”洪峰（334m3/s）、洪量（561.9萬m3）看，“2015.08.08”洪水均比“2010.08.11”小。（2）從洪水歷時看，“2015.08.08”洪水三次洪水過程，歷時75h左右，比“2010.08.11”持續(xù)時間長。（3）從水勢看，“2010.08.11”洪水從起漲到洪峰9h，“2015.08.08”洪水從起漲到洪峰1h，“2015.08.08”洪水比“2010.08.11”洪水起漲快。（4）從峰型看，均比較尖瘦。（5）從衰減看，“2010.08.11”歷史洪水大河子水溝紅寺堡水位站（11#斷面）處469m3/s到鳴沙洲水文站423m3/s，衰減46m3/s，比例9.8%；“20150808”第一場洪水為366m3/s到334m3/s，衰減32 m3/s，比例8.7%；衰減幅度接近，其大小與該區(qū)間是否產(chǎn)流有關(guān)。［3］

大河子水溝和蘭家圈子溝兩個支溝匯合后組成下游鳴沙洲水文站斷面流量，但是“2010.08.11”大河子水溝下游469m3/s，蘭家圈子溝下游處252m3/s；而“2015.08.08”大河子水溝下游處366m3/s，蘭家圈子溝下游處79m3/s，僅就兩站數(shù)據(jù)對比，流量差別比較大。分析原因為：紅柳溝流域發(fā)生大洪水過程時，暴雨中心多在大河子水溝流域羅山山前一帶，大河子水溝洪水與蘭家圈子溝洪水匯合時一般為錯峰疊加，主要是大河子水溝的洪水形成鳴沙洲水文站斷面處的最大洪峰。

“2010.08.11”大河子水溝上游新莊集處567m3/s到下游紅寺堡處469m3/s為衰減，而“2015.08.08”大河子水溝上游新莊集處164m3/s到下游紅寺堡處366m3/s為增加，經(jīng)資料對比分析原因有：（1）“2010.08.11”洪水暴雨中心在羅山山前，10#斷面所在支溝張家溝可能無產(chǎn)流或者流量小；而“2015.08.08”大河子溝支溝張家溝10#斷面處調(diào)查流量134m3/s，與大河子水溝上游新莊集處164m3/s及區(qū)間入流同時疊加形成了大河子水溝下游紅寺堡11#斷面處366m3/s，所以為增加。（2）大河子水溝紅寺堡處上游約6km處公路圍堰垮壩，造成下游區(qū)域11#斷面處到達(dá)洪峰流量的歷時變短、洪峰增大。

4　結(jié)論與建議

（1）寧夏紅柳溝流域?qū)俚湫偷母珊蛋敫珊档貐^(qū)，暴雨洪水突發(fā)性大，單點暴雨突出。暴雨歷時短，強度大，最大1小時降雨量占總降雨量多在50%以上。洪水主要由暴雨產(chǎn)生，其特性與暴雨相似，洪水陡漲陡落，峰型較為尖瘦。從兩場洪水過程來看，受羅山地理位置和地形影響，多發(fā)生短歷時、大范圍突發(fā)性的暴雨洪水，并且暴雨中心多在大河子水溝流域羅山山前一帶，大河子水溝洪水與蘭家圈子溝洪水匯合時一般為錯峰疊加，主要是大河子水溝的洪水形成鳴沙洲水文站斷面處的最大洪峰。大河子水溝流域羅山山前一帶的降雨應(yīng)引起防汛部門高度重視，產(chǎn)生的洪水比較大，常沖毀農(nóng)田和堤壩較易形成危害。

（2）大河子水溝紅寺堡水位站（11#斷面）處到鳴沙洲水文站洪峰流量衰減的分析成果對以后洪水分析或預(yù)報具有參考和指導(dǎo)意義。

（3）建議在現(xiàn)有雨量站未布設(shè)到的第三場降雨暴雨中心處和圍堰沖毀處加強防汛信息系統(tǒng)的建設(shè)，提高防汛預(yù)警能力和快速反應(yīng)能力，盡量減少災(zāi)害損失。陜西水利

［1］寧夏水文水資源勘測局寧夏典型暴雨洪水分析成果匯編［R］.2014：357-360.

［2］高亞軍，朱世同，金雙彥佳蘆河流域“7.27”暴雨洪水淺析［J］.人民黃河，2013（6）

［3］王新軍，凌虹霞，王永強等黃河寧夏段2012年洪水分析［J］.人民黃河，2014（8）

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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