章江流域“2009.7”山溪暴雨洪水特性分析
2014-04-13徐珊珊徐伟成
徐珊珊,徐伟成
(江西省赣州市水文局,江西 赣州 341000)
山溪暴雨洪水普遍具有汇流快、峰值高、破坏性强、极易诱发山地灾害、灾后恢复困难等特点。2009年7月3日,江西赣南章江上游出现罕见山溪暴雨洪水,江西省崇义县聂都乡、铅厂镇一带山洪暴发,章江源头洪水泛滥成灾,沿河聂都圩镇受淹、大余县县城沿河主要街道受淹,城区受淹面积约4 km2,淹没水深1~2 m,冲毁部分水利、交通、通信设施,河岸、河床冲刷严重,商铺大量商品物资受淹,造成经济损失超过5000万元,并出现人员伤亡。此次暴雨洪水造成了较大灾害损失,引起了各级政府的高度重视。
1 流域概况
章江是赣江上游主要支流,地处赣州市西南部,流域涉及湖南省汝城、桂东和江西省崇义、大余、上犹、南康、章贡区7县(市、区)境内,流域面积7700 km2。流域状似菱形,流域四周大庾岭、诸广山及罗霄山余脉逶迤延伸,形成周高中低、西高东低的地形地貌,山峰海拔1000~2000 m,最高峰为崇义县齐云山鼎锅寨海拔2061 m。章江发源于大庾岭北麓的崇义县聂都乡夹州村竹洞坳,干流流经崇义、上犹、南康、章贡区4县(市、区),在章贡区八境台从左岸汇入赣江,主河道长235 km。主要支流有浮江河、赤土河、朱坊河、上犹江等。
章江流域属亚热带季风气候区,多年平均气温18.7℃,多年平均降水量1575 mm,多年平均径流深823 mm;流域暴雨洪水多发,3~6月多为锋面雨,洪水往往峰高量大;7~9月出现台风雨,洪水一般涨落较急剧;平均3年左右发生一次流域性较大洪水,局部山洪时有发生。
章江流域社会经济地位重要,2011年流域人口约182万人,耕地面积约5.4万hm2,地区生产总值超过120亿元。
章江上游有龙潭、上犹江、油罗口等3座大型水库,3座大型水库控制流域面积3457 km2,总库容10.53亿m3,水库对其下游洪水和径流有一定的调节作用。
2 暴雨特性分析
2.1 暴雨成因与路径
2009年7月1日开始,高空低槽和中低层切变线从赣州市东北部逐渐移至西南部,受低槽东移和切变线南下共同影响,7月3日凌晨开始,章江中上游崇义县、大余县及南康市境内普降暴雨,局部特大暴雨,3日16时左右雨势开始减弱,4日凌晨降雨基本结束。崇义县聂都站24 h最大点暴雨量528 mm,创赣州市实测暴雨最大值新记录,罕见暴雨引发崇义县聂都乡、铅厂镇一带山洪暴发,大余县县城部分受淹,发生了极为严重的山洪、山体滑坡和洪涝灾害。
2.2 暴雨时空分布
章江中上游设有聂都、沙村、大余等84个雨量观测站,平均站网密度约1站/25 km2,雨量站布设特点为上游站网密度大于中游,上游的人口稠密区站网密度较大。暴雨中心的聂都雨量站实测最大1 h、3 h、6 h、12 h、24 h 降雨量分别为 82.5 mm、204.0 mm、345.5 mm、404.0 mm、528.0 mm。这次雨量分布较集中,雨强变化较大,3 h降雨量占24 h降水量的比例达38.6%,1 h最大雨强是24 h平均雨强的3.75倍,详见表1。
表1 暴雨中心(聂都站)24 h降雨时程变化特性表
本次暴雨从7月3日凌晨开始,4日凌晨降雨基本结束,主降雨历时24 h,流域平均降雨量208.3 mm。其中雨量大于200 mm、250 mm、300 mm、350 mm、400 mm、450 mm 的笼罩面积分别为 2133 km2、1944 km2、1064 km2、513 km2、227 km2、82 km2,暴雨中心带位于章江上游的聂都乡至铅厂镇一线,聂都乡为本次暴雨中心,7月1日至7月4日过程降雨量548 mm。本次降雨空间分布不均匀,降雨量梯度较大,暴雨中心降雨量是流域平均降雨量的2.19倍,详见图1。
2.3 暴雨主要特性
(1)降雨集中、强度高、雨量大。 “2009.7”暴雨中心聂都站过程降雨量 548.0 mm,3 h、6 h、12 h、24 h 最大降雨量分别占过程降雨量的 37.2%、63.0%、73.7%、96.4%。由此,3 h 平均雨强达 68.0 mm/h[1]。 雨量之大、降雨之集中、强度之高实属罕见。
(2)暴雨分布极不均匀,空间变化大。 “2009.7”暴雨24 h流域平均降雨量240.6 mm,单站最小150 mm(南康站),单站最大528 mm(聂都站),暴雨中心降雨量528 mm,是流域平均降雨量的2.19倍。
(3)暴雨中心位于流域上游,地形对暴雨的影响明显。章江流域四周山脉逶迤延伸,形成周高中低、西高东低的地形地貌,地形对暖湿气流的抬升和阻滞作用,增大了流域上游暴雨量。
图1 24h平均降雨量与笼罩面积关系图
3 洪水特性分析
3.1 洪水过程
2009年7月3日1时左右章江上游开始降暴雨,随后山溪水位迅猛上涨,6~10 h自上游至下游陆续出现洪峰,之后随着降雨减少,洪水逐渐消退,3日20∶00时左右上游洪水基本结束。章江聂都断面集水面积60.5 km2,3 日 1∶30 时水位起涨,3 日 7∶00 时出现洪峰,水位涨幅约4 m,调查推算洪峰流量772 m3/s,洪峰模数12.8 m3/s·km2[2~4]。 章江上游调查断面洪水分析成果见表2。
3.2 洪水主要特性
(1)洪水来势凶猛。2009年7月3日1∶30时章江上游始降暴雨,3日7∶00时聂都断面出现洪峰,涨水历时仅5.5 h,洪水具有突发性特征。
表2 “2009.7”暴雨调查断面洪水分析成果表
(2)洪峰模数大。聂都断面调查洪峰流量772 m3/s,洪峰模数 12.8 m3/s·km2,实属罕见特大山洪;洪峰模数上游大于下游,且衰减较快。
(3)水急浪高。洪峰时聂都断面平均流速达4.34 m/s,洪峰时水面比降达12.2‰。现场调查章江上游聂都乡沿岸,山溪河床内杂草树木全被洪水冲刷,整个河床泥土裸露。洪流对河床和两岸造成了十分严重的冲刷,极具摧毁力。
(4)洪水陡涨急落。聂都断面涨水历时仅5 h左右,退水历时仅6 h左右,涨、退水历时与流域面积大小成正比;3~6 h以内暴雨是二次山洪的成峰雨量,是导致山洪灾害的主因。
4 结语
江西省赣州市地处亚热带湿润季风气候区,地形起伏,崇山峻岭,特殊的地理与气候条件以及降水时空分布的不均匀,极易形成局部强降雨,导致山溪暴雨洪水频发。
山丘区因山高坡陡,溪流密集,降雨迅速转化为径流,汇流快、流速大,降雨后几小时即洪水泛滥成灾,灾害损失严重。通过对章江流域“2009.7”山溪暴雨洪水特性分析,提高对章江流域的山溪洪水的暴雨特性和洪水特性的认识,为进一步探索山溪暴雨洪水预测预警技术提供依据。
[1]刘光文.水文分析与计算[M].北京:水利电力出版社,1992.
[2]SL196-1997,水文调查规范[S].
[3]SD174-1986,比降面积法测流规范.
[4]水利部水文司.水文调查指南(第一版)[M].北京:水利电力出版社,1991.7.