汉江流域汉中段水文特性分析

2011-04-14王延安

陕西水利 2011年2期

王延安

（汉中水文勘测局陕西汉中 723000）

汉中市位于陕西省西南部，地处秦巴山区，流域区间地形复杂，气候多变，暴雨洪水灾害频发。像1981年汉江特大洪水，1990年、1998年汉江大洪水，2000年镇巴、西乡暴雨泥石流和2002年佛坪县的特大暴雨洪水灾害时有发生。暴雨洪水灾害每次造成社会经济损失都较严重，并且局地暴雨洪水灾害更是连年不断，分析研究汉中段汉江流域水文特性，为汉中市防汛减灾，为汉江平川段防洪保安充分发挥水文部门的作用。

1 流域概况

汉江发源于汉中市宁强县嶓塚山，由西向东横贯秦岭巴山之间，流经宁强、勉县、南郑、汉台、城固、洋县、西乡 7县（区）后，入安康市地界。流域内呈两山加一川的地势结构，汉江源头至武侯镇水文站以西83.1km为秦巴山地峡谷段，武侯镇水文站至洋县黄安坝118.3km为汉江上游平川段。流域内支流众多，水系发达，河流多属山溪性河流，河网密度达1.5km/km2以上，河网呈南北流向排列于汉江两侧，显现为扇形且不对称，北部山区流域面积大于南部山区流域面积。其中，流域面积大于1000km2的河流有沮水，褒河、湑水3条，流域面积在500km2～1000km2之间河流的有玉带河、漾家河、濂水河、冷水河4条，各级支流流域面积大于100km2以上的河流达40多条，汉中境内河网现设有14处水文站（水位站）和66处报汛站，这些站点基本能够控制住流域的雨水情变化情况。

汉江干流上设有武侯镇水文站、汉中水文站、洋县水文站，三站1990年均被确定为国家重要水文站。武侯水文站流域集水面积3092km2，控制汉江干流河长83.1km；汉中水文站流域集水面积9329km2,控制汉江干流河长134.5km；洋县水文站流域集水面积14484km2，控制汉江干流河长201.4km。流域内山地地形北陡南缓，一般海拔高程在1500m～3000m之间，高出汉中盆地1000m～2000m，山区面积占流域总面积75%以上，地质多为花岗岩和沉积岩组成。盆地地势较为平坦，平均海拔高程500m左右，平川段宽度在5km～25km之间，汉江两岸地形多为浅山丘陵和多级阶地，地面坡度一般在1°～10°之间，地质为红色亚粘土和黄土组成，植被覆盖率56%，森林覆盖率50.12%，农业种植以旱作物和水稻为主。

汉中为亚热带湿润半湿润地区，四季变化明显，干湿、冷暖差异比较大。根据资料分析表明，年平均气温15.0℃左右，最热为7月,月平均气温27.0℃左右,最冷为 1月,月平均气温2.0℃左右，年日照1552.6h，年平均相对湿度79%，早霜始于11月中旬，晚霜始于3月中旬，无霜期238d。

2 降雨特性分析

经对汉中河网各条河流水文站、雨量站建站以来的历年资料进行分析研究，可以看出，干支流上游山区为降水量高值区，年降水量一般在1000mm以上，降水量由南向北递减，呈南大北小之态势。流域内共有两个暴雨中心，宁强县铁锁关一带和南郑县喜神坝一带，多年平均年最大降雨量为汉中南部山区南郑县小坝雨量站，多年平均降雨量为1509.3mm。小坝雨量站年最大出现在1983年，年降雨量为2652.4mm。年最小降雨量为汉中北部山区宝鸡市凤县平坎雨量站，年降雨量只有266.2mm，最大年降雨量是最小年降雨量的10倍。单月最大降雨量出现在1981年8月宁强县庙坝雨量站，月降雨量大819.1mm，相当于其他地区多年平均降雨量。降水量年内分配主要集中在5月份～10月份，它占年降水量的84.0%以上；尤其是7月份～9月份，它占年降水量的52.0%以上；冬季12月至次年2月降水量较小，不足全年的2.5%。

汉江上游流域降水量的年际变化较大，存在着明显的丰枯交替性，有些年份形成春旱秋涝，有些年份降水偏少出现干旱，而有的年份形成多日连绵阴雨天气，大范围的降水易造成洪涝灾害。

3 暴雨洪水特性

3.1 暴雨成因分析

由于流域地处我国东南湿润地区和西北干旱地区的过渡带，属大陆性季风气候。夏秋两季季风影响明显，受西伸太平洋副热带高压和河西走廊切变云系、四川盆地热带低压气旋涡流云系的控制和共同影响，形成汉中汉江上游流域夏季气候热且降雨多的特征。尤其是7月至9月受其空中云系影响，流域内强对流天气暴雨时有发生。一般有雷暴雨和霖暴雨两种，雷暴雨笼罩面积小、强度大、历时短，经常造成局部洪涝灾害。而霖暴雨笼罩面积大，降雨强度相对较小，历时长，往往造成大面积的洪水灾害。像“02·6”佛坪县的特大暴雨，形成原因主要是新疆冷空气东移南下，西南暖湿气流交汇，引发对流系统异常活跃，在汉江流域北部山区地区引发强降水。暴雨中心位于佛坪县沙坝村，暴雨量为461.6mm。这场特大暴雨使佛坪县境内所有河流河水暴涨，出现了超500年、达1000年的罕见洪水，给佛坪县造成巨大的损失。由于暴雨强度大、历时短、破坏性强，全县受灾人口达3.49万人，冲毁道路桥梁、通讯线路、电路、工厂、学校、单位、农田、闸坝等设施，直接经济损失5亿元。

3.2 暴雨洪水分析

汉江流域洪水形成的特点，主要是受汉江上游流域降雨影响。由于流域下垫面因受地质构造和水流侵蚀作用，峰岭峻峭。山区降雨，比降大，汇流速度快，很容易形成破坏力强的山洪、泥石流洪水。洪水陡涨陡落，多呈现为峰高量小的单式峰，也有因降雨历时长，汇流叠加的“多式峰”，洪水过程一般在1d～3d左右。如“02·6”佛坪县的特大暴雨，洪水过程从6月9日零时到10日零时结束，洪水过程仅24h。在汉江平川段洪水相对汇流慢，峰高量大的单式峰或汇流叠加的“多式峰”，洪水过程一般3d～5d。如“98·8”暴雨洪水，主要降雨区在宁强、勉县、留坝、佛坪一带，降雨从19日到21日结束，20日汉江支流玉带河铁锁关水文站、沮水河茶店水文站、漾家河元墩水文站、褒河马道水文站洪水超警戒流量、胥水河升仙村水文站超保证流量，各支流洪水汇流到汉江干流武侯水文站控制断面为21日零时洪峰流量3850 m3/s（超保证流量3000m3/s），到汉江干流汉中水文站控制断面为21日7时洪峰流量6370m3/s（接近保证流量 6500m3/s），到洋县水文站控制断面为21日14时洪峰流量 9010 m3/s（超保证流量 8000m3/s），整个洪水过程3d时间。

4 径流量特性

通过实测资料，分析河网内各条河流内水文站测得的径流分配规律和年际变化特征，结果表明汉江上游径流量主要来源于降水补给、地下水补给和冬季降雪补给。降水补给形成的径流量占多年平均年径流量的80%以上。年最大流量多发生7月至9月，冬季12月至3月为枯水期。

径流量年内分配不均，主要集中在夏汛7月份～10月份，占全年水量的67.7%。4月、5月、6月、11月份径流量占年平均径流量的23.7%；冬季12月份至3月份径流占年平均径流量的8.56%，最大月份径流量占年径流量的20.8%。年径流量的年际变化大，变差系数Cv值历年计算为0.65～0.67。从资料分析可知，干流上游武侯镇站年平均径流为12.7亿m3；汉中站（1971年～2008年以后38年资料）年平均径流为32.0亿m3；洋县站（1953年～2008年以后56年资料）年平均径流为60.6亿m3，根据上下游站资料分析可以看出，1954年～1956年、1961年～1964年、1967年～1968年、1980年～1984年、1988年～1990年为丰水年组。洋县站最大年径流量为142亿m3，发生在1981年，最小年径流量为18.3亿m3，发生在 1997年。