汉江上游暴雨洪水特性浅析

2013-12-17辛琛，邓瞻

水电站设计 2013年2期

辛琛，邓瞻

(1.陕西省河流工程技术研究中心，陕西西安 710018；2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都 610072)

1 流域概况

汉江是长江的一级支流，发源于陕西省宁强县潘冢山，由西向东流经陕西的汉中、安康市，于白河县出陕西进入湖北，经襄樊折向东南，在武汉市汇入长江，全长1 577km，落差1 964m，流域面积为159 000km2。如图1所示，汉江干流在丹江口以上称上游，丹江口至钟祥称中游，钟祥以下为下游。汉江流域地势西北高，东南低，流域内山地占55%，主要分布在西部，为中低山；丘陵占21%，主要分布于南襄盆地，江汉平原周缘；平原占23%，主要为南襄盆地、江汉平原及汉江河谷阶地；湖泊占1%，主要分布在江汉平原，流域水系呈叶脉状，支流众多。

流域属北亚热带边缘湿润季风气侯区，具有四季温暖，雨量充沛，干湿分明的气侯特点，多年平均气温12～16℃，极端最高气温42℃，极端最低气温-13℃，多年平均相对湿度74%，最大风速21m/s，多年平均蒸发量为848mm。

汉江流域洪水由暴雨形成，暴雨洪水有明显的季节性，出现的时序有一定的规律性。暴雨洪水多集中于7、8、9月三个月，暴雨发生日期最早在4月，最迟在10月，但强度较大的暴雨一般在6～9月。

汉江洪水最早出现在四月中下旬，为桃花汛，其峰量较小；10月因受梅雨影响偶有洪水发生，但量级较大的洪水一般出现在7～9月。由于流域山高、坡陡，岩石透水性差，洪水汇流速度快，因而洪水具有暴涨暴落，峰型尖瘦的特点。一次洪水过程约为3～5d，较大洪水的洪量比较集中，最大24小时洪量约占3日洪量的一半。

2 洪水的地区组成

汉江洪水按地区组成可分为三个类型：第一种为上游型，即洪水发生在洋县以上。如1981年8月22日洪水，洋县站洪峰流量为11 700m3/s、石泉为13 600m3/s、安康为14 400m3/s、白河为16 700m3/s。洋县控制面积为安康、白河控制面积的34.5%和24%，而洪峰流量却分别占81.3%和70.1%。这种洪水属上游局部性洪水，在发生洪水区域的宁强、城固、洋县等地造成堤防溃决，经济损失非常严重。在河道的削峰滞洪作用下，当洪水到达安康断面时，仅为14 400m3/s，属十年一遇洪水，基本不受灾害影响。第二种为下游型，即洪水主要来自于石泉～安康区间，如1965年7月13日洪水，石泉站洪峰流量为7 880m3/s，安康为20 400m3/s，白河为18 000m3/s，而上游贯溪铺站仅为3 190m3/s，这种洪水使安康以及下游遭受不同的洪水灾害。第三种为上、下游型，即上、下游同时遭遇洪水。如1983年7月30日至8月2日洪水，汉中站洪峰流量为5 260m3/s，洋县站洪峰流量为9 860m3/s，石泉为16 070m3/s，安康为31 000m3/s，白河为31 000m3/s，该场洪水汉中、安康普降暴雨，而且暴雨中心走向与河流流向一致，造成汉江干支流洪峰沿程叠加，这种不利的时空分布与组合，致使安康城区遭受了一场历史上罕见的特大洪水洗劫。后两种类型洪水，均系汉江干流灾害性洪水。

图1 汉江全流域概况

3 洪水年际变化

汉江洪水年际变化极不稳定，流量变化幅度很大。由1954～2000年共47年的年最大洪峰流量序列资料分析得到石泉站年最大洪峰流量为17 100m3/s，最小为1 550m3/s，最大为最小的11倍；安康站年最大洪峰流量31 000m3/s，最小3 320m3/s，最大为最小的9.3倍。以Cv值大小表示年最大洪峰流量变化剧烈程度，石泉站的Cv值为0.521，安康站的Cv值为0.442，变化程度较为剧烈。其年最大洪峰流量多年变化特征值如表1所示。

4 洪水代际变化

统计石泉站及安康站5年和10年的年最大洪峰流量平均值，见表2，图2、3。统计结果呈有规律的波动变化。从5年期的统计结果看，石泉站从90年代开始年最大洪峰流量小于多年平均值，60、80年代是先多后少，70、90年代则为先少后多。安康站从80年代后期开始年最大洪峰流量小于多年平均值，60～90年代均为先多后少；从年最大洪峰流量10年期统计结果看，石泉站年呈周期变化，安康站也存在一个先增后减的趋势，但总体来说，两站的年最大洪峰流量代际变化呈下降趋势。

5 结论

洪水年际变化极不稳定，流量变化幅度很大，年最大洪峰流量变化程度较为剧烈。年最大洪峰流量代际变化统计结果呈有规律的波动变化，从20世纪90年代开始，年最大洪峰流量小于多年平均值，总体来说，两站的年最大洪峰流量变化呈下降趋势。因此，研究汉江上游石泉和安康的径流及洪水演变规律，对指导流域水资源规划、配置具有重要的现实意义。