西民便河流域“2010·09”暴雨洪水分析
2011-05-29刘振清邱福琼
刘振清 叶 文 邱福琼
一、流域概况
西民便河是洪泽湖周边的一条区域性骨干排涝河道,主要功能是排泄废黄河以西、西沙河(徐洪河的支流)以东地区的涝水,是宿城区主要排涝河道。
河流发源于宿迁市宿豫区王官集镇北,朱海水库东侧,经宿豫区、宿城区、泗洪县流入洪泽湖的成子湖。该河全长68.8km,流域呈狭长形,西北—东南走向,坡降约1.5/10000,流域面积326.2km3。支流主要有3条,分别是清水河、东沙河和太皇河。详见图1。
二、暴雨
(一)暴雨成因
热带风暴“狮子山台风”过后,残留云系的水汽北上,在沿淮淮北地区形成开口向西南的低压槽,称为“倒槽”。倒槽区槽前西南气流带来充沛水汽,该气流与北方南下的冷空气激烈碰撞,造成淮北地区产生大暴雨,核心区宿迁出现特大暴雨。
(二)暴雨特点
1.暴雨历时短,强度大
9月7日17时至9月8日凌晨2时,宿迁及其周边地区普降暴雨,沿淮淮北有81站雨量在100mm以上。降雨主要集中在宿迁大部、徐州中南部、淮安西部和扬州北部,其中宿迁宿城区处于暴雨中心,降雨时间主要在9月7日19∶00~24∶00之间,其中宿城区埠子站降雨量323.7mm,20∶00~23∶00的 3个小时降雨量达213.5mm。附近各站降雨情况见图2。
2.雨量超历史,重现期长
埠子站日降雨量323.7mm,超历史,经分析计算重现期约50年一遇;12小时时段雨量310.9mm,重现期约80年一遇。
刘老涧站日降雨量240mm,超历史,重现期约50年一遇。
宿迁闸站日降雨量255.3mm,排历史第2位,重现期约35年一遇;该站3小时、6小时、12小时时段雨量分别为 145.6mm、218.8mm、248.5mm,重现期分别为40年一遇、80年一遇、70年一遇。
三、洪水分析
(一)洪水实况
9月2日西民便河中下游普降大雨,全流域土壤含水基本饱和。9月7日特大暴雨中心处于流域中部的宿城区,而主要降雨范围基本覆盖整个流域,致使西民便河水位急剧上涨,8日2时雨停时中上游河水已漫过河床,8日7时达到最高水位,高水位持续至8日22时开始慢慢回落。该场特大暴雨,使宿迁建成区60km2范围内30%的面积积水深0.3m,个别地方深达1m。
(二)洪水调查与洪峰流量分析
因西民便河流域较小,入湖水量仅占洪泽湖上游河道的很少部分,故该流域尚未设立水文站。本次洪水监测为应急巡测,考虑主城区洪涝灾害严重,监测重点在主城区段。为弥补巡测资料的不足,水文工作人员及时进行了洪水调查,取得了准确的洪痕资料。通过对河道断面测量,并根据水力学公式对河段洪峰流量进行还原推算,得出主城区以上来水的洪峰流量45.8m3/s,主城区中部洪峰流量65.6m3/s。详见表1。
(三)洪水特征
1.峰高量大,为近年来最大洪水
特大暴雨和流域上均匀普遍的降雨,造成西民便河洪水峰高量大,洪峰水位和最大流量均超历史。
2.水位暴涨,高水位持续时间长
本次暴雨雨强大,暴雨集中,径流系数大,产水量多,致使河水暴涨。降雨结束时河水已经漫堤,5小时后即达最高水位。因河道防洪标准较低,行洪能力严重不足,造成洪水漫溢,高水位持续时间较长。河道中上游高水位持续时间达20小时,退水近4天。详见图3。
3.径流系数及径流量
因9月2日暴雨影响,流域土壤含水率较高,经分析计算本次暴雨的径流系数为0.6,西民便河流域径流量0.60108m3,其中城区 0.14108m3。西民便河沿线径流量分别为:洪泽湖路(西楚桥)0.04108m3,西外环 0.09108m3,南外环路桥 0.16108m3,洪庙大桥 0.57108m3,瓦庙闸(入湖口)0.60108m3。西民便河的主要支流清水河 0.05108m3,太皇河0.09108m3,东沙河 0.15108m3。
4.西民便河现状行洪能力分析
本次对西民便河行洪能力分析,按河岸下0.2m为最高水位控制。分析结果见表2。河段规划、计算行洪能力与本次实测资料对比见表3。
通过洪水调查分析得出:西民便河城区段(南外环以上)实际行洪能力远低于河道的计算行洪能力,这是洪水成灾的主要原因之一。
表1 洪水调查与最大洪峰流量分析成果表
表2 西民便河现状行洪能力分析计算表
表3 河段规划、计算行洪能力与本次实测资料对比表
四、灾情成因分析
经调查分析,此次暴雨成灾的主要原因有:
(1)暴雨强度大、历时短、覆盖面广且集中,而且暴雨中心位于流域中上游,洪水就地发育、汇流快,加之底水高而成灾。
(2)西民便河上中游河道有岸无堤,河道狭窄、水草茂盛、部分区段淤塞严重,造成河道排水不畅,不但水位增高,而且洪水传播时间延长。
(3)现状河道内存在较多阻水设施,特别在城区段,众多跨河桥梁的桥墩布置不合理,存在较大阻水影响,并有部分桥梁设计标准低,桥面阻水,降低河道行洪能力。
(4)城区段河道内阻水设施较多,特别是围堰及水坝等未完全拆除,造成河道水流不畅,形成城区段小流量、高水位行洪。
(5)城区个别地段排水系统不能满足排涝要求,配套的排水沟及排水管道淤塞较为严重■