周户屯水文站暴雨洪水分析
2011-04-01李秀梅刘景峰任兴红
李秀梅,刘景峰,任兴红
(1.吉林省水文水资源局四平分局,吉林 四平 136000;2.吉林省水文水资源局,吉林 长春 130021)
2006年8月13日孤山河发生了有历史资料以来的第二位洪水,流域(周户屯站以上)最大1 h平均降雨量为66.1 mm,其中最大降雨发生在孤山河的大孤山雨量站,1 h降雨量达到74.6 mm。为了更好地掌握洪水规律,提高洪水预报精度,现将“8·13”洪水分析如下。
1 流域概况
孤山河,又名北大河,是东辽河上游右侧较大支流,发源于伊通县西苇乡刘家大院东南,为四平市伊通县与辽源市东辽县的界河,河长55.2 km,河道平均坡降为0.16%,流域面积为531 km2。周户屯水文站位于河口上游,是该河上的唯一控制站,该站控制流域面积为480 km2,河段弯道较多,水位在225.27 m以上开始漫滩,最大宽度可达2 500 m,高水流向顺直,洪水时河道冲於塌岸,河床不稳定,两岸为河淤土,河底质为沙土。上游左侧有一支流,名为杨树河,其上建有欢欣岭水库(中型)一座,集水面积为99 km2,防洪库容为933万m3,最大泄量为192 m3/s,对洪水起到了一定的调节作用。
本站于1955年12月28日由吉林省水利局设立为水文站,1968年5月31日断面下迁120 m改为周户屯(二)站,1972年5月31日断面上迁250 m改为周户屯(三)站,站址虽然有变化,但区间无支流,洪水资料可连续使用,河道经常出现干涸断流现象。
该站冻结基面高程为218.767 m(大连基面),流域多年平均降水量为591.0 mm,降雨集中在6—9月份约占全年的75%左右,水量年际变化较大,多年平均流量为1.61 m3/s,本流域地处低山丘陵区,夏季温热,冬季严寒,历史上最高气温36℃,最低气温-40.2℃。
2 降雨
2.1 暴雨成因
受高空槽副高压切变扰动影响,该区域空气相对湿度较大,这种高温闷热天气对降雨的形成十分有利,产生了历时短、雨强大、降雨集中的特大暴雨,致使东辽河上游的孤山河发生了有水文资料以来的第二位洪水。
2.2 “8.13”降雨过程
孤山河“8.13”暴雨主要分为两个阶段。第一个阶段为8月10日20时至8月11日2时,平均降雨量为20.0 mm;第二阶段为8月12日14时至8月13日2时,平均降雨量为179.0 mm。第一个阶段的降雨是“8·13”洪水的前期雨量,基本没有产流。第二阶段的降雨由于有了前期雨量的影响,加之降雨强度大,雨量集中,流域内土壤含水量基本达到饱和,致使孤山河发生了有水文资料以来的第二位洪水,所以此阶段降雨是形成周户屯水文站特大洪水的造峰雨。
8月12日造峰雨持续时间约为12 h左右,暴雨中心均在大孤山雨量站。最大1 h降雨量发生在12日20至21时,流域平均降雨量为66.1 mm,暴雨中心降雨量为74.6 mm;最大3 h降雨量发生在12日18至20时,流域平均降雨量为162.8 mm,暴雨中心降雨量为178.9 mm;最大6 h降雨量发生在12日16至20时,流域平均降雨量为151.8 mm,暴雨中心降雨量为215.1 mm;最大12 h降雨量发生在12日16至13日1时,流域平均降雨量为177.8 mm,暴雨中心降雨量为224.4 mm。
孤山河形成本次洪水的造峰雨是8月12日14时至13日2时的降雨量,即12 h的降雨量,参考吉林省水文水资源局伊通河“06·08·13”洪水分析报告,此场暴雨的降雨量均为建站以来的最大值,属于特大暴雨。本次降雨的重现期:周户屯水文站1,3,6,12 h最大时段降雨量分别相当于20 年、30年、50 年、40 年一遇,大孤山雨量站 1,3,6,12 h最大时段降雨量分别相当于20年、30年、70年、50年一遇。
3 洪水
3.1 洪水的特点
本次洪水过程与雨型相应,峰高、量大、历时短、陡涨陡落,上游无支流汇入,发生本次洪水是由于局地暴雨产生径流形成的。周户屯水文站,8月12日17时至12日18时,60 min水位上涨0.72 m,涨率为0.72 m/h,最高水位226.17 m,出现时间是8月13日9时,总的涨水幅度为2.23 m。此次洪水的起涨时间为8月12日17时,起涨水位为223.94 m,相应的流量为1.07 m3/s;洪峰流量为690 m3/s,出现时间是8月13日8时,涨洪历时为15 h;落水时间是8月17日8时,流量为2.19 m3/s,整个洪水过程为113 h。此场洪水周户屯水文站一天洪量为4 555万m3,二天洪量为5 256万m3,3 d洪量为5 437万m3,洪水的总量为5 527 万 m3。
3.2 径流系数α
根据公式R=10W/F,求出径流深R的值,其中R为径流深,mm;W 为径流总量,104m3;F 为流域面积,km2。
根据公式α=R/P,经分析径流系数α=0.63左右,其中P为流域平均降雨量,mm。
3.3 洪水的重现期
2006年“8·13”周户屯水文站实测洪峰流量为690 m3/s,是有实测水文资料以来的第二位,第一位是1995年7月29日为703 m3/s。根据洪水频率计算,此次洪水的重现期约50年左右。
4 结语
通过对孤山河流域“8·13”洪水的分析,不仅了解和掌握了突发性暴雨洪水的产汇流特点和规律,而且对该河流域造成的洪水损失有了更清醒的认识,对流域上游近期的植被状况和水利设施的建设情况有了进一步的了解和掌握,要准确预报洪水不能完全依赖短期洪水预报方案,更应结合流域的产汇流特点和水利工程影响的实际情况,分析洪水做出预报。二龙山水库是吉林省大型水库之一,孤山河的流域面积占该水库流域面积的13%,孤山河流量的准确预报对二龙山水库的来水量有着很大的影响,随着水文预报科学技术的发展和预报员技术水平的不断提高,能够更加科学、准确地做出孤山河流域的突发性暴雨洪水预报,最大限度地减少预报误差,为抗洪减灾缄言献策。