2010年7月洛河洪水特性分析

2010-02-27许珂艳范国庆

水利与建筑工程学报 2010年6期

许珂艳,范国庆,冯玲

(黄河水利委员会水文局,河南郑州450004)

1 流域概况

洛河位于黄河小浪底至花园口区间,是黄河十大支流之一,也是黄河下游主要暴雨洪水来源区,流域面积18 881 km2,河道长447 km。两岸支流众多,源短流急,多呈对称平行排列,最大支流为伊河,位于流域南部,占流域面积31.9%,流向与干流平行,河谷形态亦与干流相似[1]。按自然地理条件,本流域主要分为土石山区、黄土丘陵区和冲积平原区[2]。流域内有陆浑(伊河)、故县(洛河)两座大型水库和伊洛夹滩分滞洪区。洛河流域示意图见图1。

图1 洛河流域示意图

2 天气与降雨概况

2010-07-23～2010-07-24受高原涡、大陆高压和副高的共同影响,伊洛河大部分地区降中到大雨,局部暴雨～大暴雨,23日暴雨中心在洛河上游故县水库以上,其中官坡、龙驹街站日降雨量分别为149 mm、132 mm;24日暴雨中心在伊河东湾以上及洛河中游涧河铁门镇,其中伊河栾川、陶湾站日降雨量分别为 147 mm、149 mm,两站4 h降雨量分别为106 mm、110 mm。

3 洪水来源与组成

受降雨影响,伊河上游栾川站2010-07-24T13∶42∶00分洪峰流量1 280 m3/s,潭头站 2010-07-24T16∶36∶00洪峰流量3 150 m3/s,东湾站 2010-07-24T20∶00∶00洪峰流量3 750 m3/s,伊河支流蛮峪河下河村站2010-07-24T15∶00∶00洪峰流量584 m3/s,受陆浑水库泄流影响,龙门镇站2010-07-25T04∶00∶00 洪峰流量 1 400 m3/s。

洛河灵口站 2010-07-24T14∶00∶00洪峰流量 1 390 m3/s,卢氏站 2010-07-24T15∶42∶00 洪峰流量 1 510m3/s,洛河支流涧河新安站 2010-07-24T18∶00∶00洪峰流量1 150 m3/s,受故县水库泄流影响,白马寺站2010-07-25T07∶42∶00洪峰流量1 550 m3/s。

伊、洛河洪水演进至黑石关站,黑石关站2010-07-25T17∶39∶00洪峰流量 1 430 m3/s。洛河洪水特征值见表1,主要站洪水过程线见图2。

表1 洛河洪水特征值统计

图2 洛河流域主要站2010年7月洪水过程线

4 洪水特性分析

4.1 洪水演进特点

4.1.1 洛河洪水以上游来水为主,洪峰流量大

本次洪水伊洛河上中游多站超过设站或近几十年来最大洪峰流量,其中伊河上游栾川站、伊河支流蛮峪河下河村站、洛河支流涧河新安站均为设站以来最大流量,伊河潭头、东湾站均为1975年以来最大流量,同时也是设站以来第二大洪峰;受陆浑水库泄流影响,龙门镇站出现1982年以来最大流量。

4.1.2 洛河下游河段洪水传播时间延长

由于洛河近年洪水较少[3],河槽过流能力逐渐降低,加上洛河下游橡胶坝的影响,本次洪水在伊河龙门镇～黑石关、洛河白马寺～黑石关河段传播时间分别为13.7 h、12 h,比历史洪水正常传播时间分别长3.7 h、4 h[4]。

4.1.3 洛河下游洪水坦化变形严重,削峰率大

伊河龙门镇站 2010-07-25T04∶00∶00洪峰流量1 400 m3/s,洛河白马寺站2010-07-25T07∶42∶00洪峰流量1 550 m3/s,伊洛河洪水汇合,黑石关站2010-07-25T17∶39∶00洪峰流量1 430 m3/s,黑石关站1 000 m3/s以上流量持续32 h。按同时流量计算,洪水在该河段的削峰率在49.8%左右。与1980年以来历史洪水相比,该削峰率远远大于1996年、2003年、2005年的27.8%、13.1%、21.6%,接近于 1982年伊洛夹滩决堤洪水的削峰率50.2%[5]。

4.1.4 陆浑、故县水库调蓄作用明显

由于陆浑、故县两水库在洪水期有效拦蓄了上游来水,避免了洛河上游来水与中下游洪水遭遇,最大限度地削减了黑石关站洪峰。陆浑水库2010-07-24T18∶00∶00起按 1 000 m3/s进行下泄,至 2010-07-25T03∶00∶00 起按 700 m3/s进行下泄,最大下泄流量1 100 m3/s,洪水期间共拦蓄水量1.21×108m3,削减上游洪峰 70%左右;故县水库自2010-07-24T18∶00∶00按500m3/s～ 1 000m3/s加大下泄,2010-07-25T02∶00∶00起按300 m3/s进行下泄,最大下泄流量200 m3/s,洪水期间共拦蓄水量1.73×108m3,削减上游洪峰88%左右。

4.2 出现异常现象的原因分析

本次洪水在洛河下游河段出现了传播时间延长、削峰率大等异常现象,初步分析其主要原因为伊洛夹滩漫滩及橡胶坝影响。

4.2.1 洛河下游橡胶坝影响

近年来,伊洛河下游新建许多橡胶坝,伊河龙门镇、洛河白马寺～黑石关河段内有洛河口附近的偃师市橡胶坝(距白马寺站约18 km)及黑石关站下游约11 km的巩义市橡胶坝,两个橡胶坝距离约24 km。橡胶坝在建设时,对河道进行了一系列的整治,抬高了坝基处的河底高程,增加了河道主槽宽度,使原来窄深的河道变得宽浅,河道比降降低。历史资料显示白马寺到伊洛河交汇处附近杨村的河道比降为1/2700,杨村至黑石关的河道比降为1/3500,根据调查当前洛河偃师市河段(位于白马寺至杨村河段内)的河道比降约为1/8000。河道比降的降低,大大影响了洪水的演进速度,使得伊、洛河洪水在该河段传播时间延长,伊、洛河洪水未完全遭遇,从而减小了黑石关站的洪峰流量。

4.2.2 伊洛夹滩地区发生2003年以来的最大漫滩

伊洛夹滩是指伊河龙门镇、洛河白马寺以下至伊洛河黑石关之间,二河所夹的滩区及该区间伊河与南岸高崖、洛河与北岸高崖间所围地区,面积约134 km2[6]。由于堤防设防标准不高及其它因素的影响,夹滩地区历史上即为天然滞洪区,对中小洪水起一定的控制作用,遇到较大洪水可能决口分洪和倒灌滞洪,从而有效地削减了伊洛河洪水,影响洪水的正常演进规律。目前,滩地内种植有大量的树木和庄稼,阻水严重,对行洪十分不利。

本次洪水该河段共有3处漫滩,分别为伊洛河交汇处的岳滩村、黑石关站附近的寺沟村和石家庄村。岳滩村处有生产堤保护,村内未进水,但生产堤偎水严重,洪水位接近堤顶;寺沟村处滩地上水,该处漫滩情况较2005年严重,但没有2003年秋汛洪水严重[7]。从白马寺、龙门镇、黑石关站的本次洪水量可以看出,伊洛夹滩本次洪水过程滞蓄水量近1×108m3。