玉带河“03·7”暴雨洪水分析

◎ 马雄伟

1 概况

1.1 自然地理概况

玉带河发源于陕西省汉中市宁强县境内，流域位于米仓山北麓，汉江河谷盆地以南，为汉江源头右岸第一条较大支流。该河贯穿宁强全县于大安镇汇入汉江。河长101km，流域面积831km2，河道平均比降7.8‰。流域内有“引嘉（嘉陵江）入汉（汉江）”跨流域引水工程一座。

玉带河流域内为土石山区，植被较好，森林覆盖率较高。其中，高山区森林覆盖好，低山丘陵区出露大面积花岗岩体，风化剥蚀作用强烈；山谷段山高谷深，坡陡流急，河道比降大，汇流速度快，极易形成陡涨陡落的洪水。

1.2 气象、水文特征

玉带河流域属北亚热带气候，由于受地形条件影响，气候垂直差异变化明显。地形每升高100m，气温约下降0.48℃～0.64℃。受北部秦岭高山阻隔，夏季东南及南部的暖湿气流会带来大量的水气，常常形成大面积、高强度的暴雨和冰雹等灾害性天气。该流域降水随季节变化明显，夏季最多，占全年70%；冬季最少，仅占3%；其中7～9三个月降水量占全年60%左右，且多出现暴雨。流域多年平均年降水量1031.0mm，多年平均年径流量2.75亿m3。

1.3 水文站网情况

玉带河流域内设有国家基本水文站1处，国家基本雨量站4处。铁锁关水文站于1960年3月设站，为汉江上游区域代表站，该站断面以上流域内设有滴水铺、洄水河、周家坝3个国家基本雨量站。铁锁关站集水面积433km2，河长46.1km，平均比降7.8‰。

2 雨情

2003年7月15日，受我国北方冷空气东移南下，在青藏高原东北侧陕西一带与西南暖湿气流交会稳定发展的影响，陕西省秦岭以南汉江上游的宁强、勉县、南郑、留坝、汉中以及周边嘉陵江流域的部分区域出现大范围暴雨，宁强玉带河流域铁锁关水文站7月15日17时48分出现1960年设站以来的最大洪水。

2.1 暴雨成因

这次特大暴雨主要是我国北方的冷空气东移南下，在青藏高原东北侧陕西一带与西南暖湿气流交会稳定发展而引起的强降水。

2.2 暴雨特性

2.2.1 降雨过程

从7月11日左右开始，汉江上游开始降雨，但强度不大，11日～14日72小时铁锁关站降雨量为47.0mm，元墩站为47.0mm，大安站为30.0mm,整个西部一般为小到中雨，中东部只是零星阵雨。形成这次“03·7”特大暴雨的主降雨是从7月15日2时开始的，起初的雨强并不大，铁锁关站15日2时～8时的降雨量为9.0mm，仅为小雨，8时～9时的降雨量为4.5mm，为中雨，9时～11时的降雨量为24.2mm，为大雨；周家坝站15日2时～8时的降雨量为9.0mm，也为小雨。从11时左右开始雨强突然猛增，而且越下越大，倾盆大雨一直持续到下午17时左右，铁锁关站11时～17时的降雨量达133.8mm，周家坝站8时～14时的降雨量达127.6mm，14时～20时的降雨量达62.5mm，17时以后降雨强度逐渐减弱，16日8时左右结束。

2.2.2 暴雨范围及时空分布

此次暴雨覆盖汉江汉中以上流域及周边的嘉陵江流域部分区域，强降雨覆盖了玉带河全流域。暴雨走向由西向东，暴雨中心位置在玉带河流域宁强县城～周家坝～铁锁关一带，点最大降雨量出现在周家坝乡，周家坝雨量站次降雨量为202.7mm。最大12小时降雨量大于100mm的暴雨笼罩面积为1560km2，大于150mm的暴雨笼罩面积为642km2。最大24小时降雨量大于100mm的暴雨笼罩面积为1730km2，大于150mm的暴雨笼罩面积为803km2。

本次暴雨的时空分布较为集中，玉带河流域的主降雨过程持续了18个小时，强降雨过程仅持续6小时左右。暴雨中心的铁锁关站最大6小时降雨量133.8mm，最大12小时降雨量168.0mm，最大24小时降雨量177.0mm，分别占次降雨量 186.0mm的 71.9%、90.3%和95.2%；周家坝站最大6小时降雨量127.6mm，最大12小时降雨量190.1mm，最大24小时降雨量197.9mm，分别占次降雨量 202.7mm的 63.0%、93.8%和97.6%。

从其时面深关系图中也充分反映了本次暴雨范围大、时空分布集中、衰减缓慢的规律。本次暴雨的时面深关系见图1。

2.2.3 暴雨特点

图1 玉带河“03·7”暴雨时面深关系图

图2 铁锁关水文站“03·7”洪水流量过程线图

本次暴雨的主要特点是降雨集中、强度大、历时短。根据铁锁关、周家坝和宁强3处降雨过程资料分析，主降雨过程从15日2时至15日20时，历时18小时，每小时降雨量大于20mm强降雨过程集中在15日11时到17时，玉带河流域持续了6小时强降雨。据宁强气象站和铁锁关水文站长系列观测资料统计，本次降雨过程中宁强气象站最大24小时降雨量是191.9mm，为该站自1957年以来的最大值；铁锁关站最大24小时降雨量是177.0mm，为该站自1960年以来的第2大值（1962年7月18日241.6mm），从铁锁关站逐时降雨量柱状图就较好地反映出本次降雨的特点。

2.3 暴雨量级和重现期确定

按照24小时降雨量级划分标准，玉带河流域7月14日20时到15日20时降雨量在100～197.9mm之间，为全流域性的大暴雨；按照12小时降雨量级划分标准，7月15日8时到15日20时降雨量在150～197.9mm之间，几乎覆盖玉带河全流域，为全流域性的特大暴雨。

为了较准确的确定本次暴雨的重现期，特对铁锁关站12小时和24小时暴雨系列（1960年～2012年）进行统计，并采用P3型频率曲线进行分析计算，将其成果与本次暴雨铁锁关站最大12小时降雨量168.0mm、最大24小时降雨量177.0mm对照可知，本次暴雨最大12小时降雨量相当30年一遇暴雨，最大24小时降雨量相当20年一遇暴雨。

3 水情

3.1 洪水特征

3.1.1 洪水过程

玉带河流域中游设有铁锁关水文站，根据该站当年实测资料显示，玉带河水位从15日10时30分的733.21m开始上涨，到15日17时48分出现洪峰水位741.02m，历时7.3小时，水位涨幅达7.81m，平均涨率1.07m/h；流量从 75.0m3/s上涨至2920m3/s，流量涨幅达 2850m3/s，平均涨率392m3/s.h；落水段流量从峰顶的2920m3/s落至430m3/s仅用7个小时左右，水位落差达5.67m；流量从430m3/s落至起涨时的45.0m3/s历时50小时，洪水总历时64.3小时，洪水总量达7010万m3。铁锁关水文站“03·7”洪水流量过程线见图2。

3.1.2 洪水特点

由于玉带河流域内山高谷深，河道比降大，坡陡流急，汇流速度快，其洪水具有典型的山溪性河流特点。洪水汇流时间短，涨水迅猛，落水先陡落后缓落的特点。本次洪水还有一个特点是前期流域下垫面土壤接近饱和，产流系数高。7月15日前连续7日流域内降小到中雨，铁锁关以上流域7日平均降雨量在60mm。

7月15日暴雨洪水造成宁强县大量农田房屋毁坏，多处水利工程被毁，全县输电线路损坏严重，县城电力供应和全县移动通信中断；勉宁高速公路建设工地损失惨重，大量建设物资和设备被冲毁，108国道中断；宁强县城部分区域进水，勉宁高速公路铁锁关镇部分路面被淹。据不完全统计，宁强县因洪水灾害直接经济损失1.11亿元，成灾人口17.52万人。

3.2 历史洪水及重现期分析

3.2.1 历史洪水排位分析

根据陕西省水利水土保持厅1984年编印的《洪水调查资料》，玉带河铁锁关站断面，在本次洪水发生前，洪水排位情况为：1962年7月18日洪水，实测流量2820m3/s，排第1位；1903年和1924年洪水，无具体量值，排第2位和第3位；1981年7月13日洪水，实测流量1750m3/s，排第4位。本次洪水洪峰流量达2920m3/s，在历史洪水排位中排第1位。

3.2.2 洪水重现期分析

经对铁锁关站年最大洪峰流量系列（1960年～2012年）进行统计，根据历史洪水调查排位情况，本次洪水洪峰流量2920m3/s为1903年来最大，调查期确定为110年，把本次洪峰和1962年洪峰按实测系列中的特大值处理，其经验频率分别为1.0%、2.0%。按不连续系列进行P3型频率曲线分析计算，经过系列统计参数优化和目估适线，计算成果是：洪峰流量均值822m3/s、Cv=0.76、Cs=3.0Cv，100年 一遇洪水洪峰流量是3160m3/s，50年一遇洪水洪峰流量是2690m3/s。所以，本次洪水的重现期为超50年一遇，不足100年一遇。

4 结语

玉带河流域发生的“03.7”暴雨洪水为一次特大暴雨洪水，其特点是暴雨集中、强度大，洪水汇流时间短、暴涨暴落、破坏性强。通过频率分析出现了暴雨量级不大，洪水量级大的现象，究其原因是由于该流域及附近流域从7月8日开始降雨，连续7天流域内降小到中雨，在“7·15”暴雨来临前其土壤含水量已基本饱和，加之该流域山高谷深，坡陡流急，河道比降大，汇流速度快，形成了这次接近100年一遇的灾害性洪水。

近年来国家非常重视山洪灾害的预防和治理，通过中小河流建设等非工程措施，投入大量资金，在该流域新建了部分防汛专用水位站、雨量站，为预防灾害性暴雨洪水起到了很大作用。今后应进一步加强基层领导和广大群众的防洪抗洪意识；进一步完善山区局地暴雨洪水监测系统建设，完善暴雨洪水预警预报系统，提高暴雨洪水的预见期；进一步完善落实防御山洪灾害预案，建立洪水保险制度，争取把灾害损失降到最低。陕西水利