新疆渭干河流域“8.1”特大洪水分析

2017-05-19曹晓莉

地下水 2017年2期

关键词：支流洪峰流量卡拉

曹晓莉

(新疆阿克苏水文勘测局，新疆阿克苏 843000 )

新疆渭干河流域“8.1”特大洪水分析

曹晓莉

(新疆阿克苏水文勘测局，新疆阿克苏 843000 )

2016年8月1日，新疆渭干河流域各支流相继发生了特大洪水，洪水峰高量大，持续时间长，使沿河的水利工程及居民区遭遇了罕见的洪水灾害，损失惨重。渭干河上游的多处水文站发生了有水文资料记载以来的历史特大洪水，洪水成因主要是前期的高温形成冰川雪水融化导致河道水量大增，之后又叠加大暴雨所致。

渭干河；流域；特大洪水

1 流域概况

渭干河流域位于新疆天山中部南坡，是塔里木河流域的一条较大支流。其东部为库车河，西部与阿克苏地区的温宿县相接，南部为塔里木河干流，北部以天山主脉为界，与新疆伊犁地区相邻。流域内地域广阔，地势呈北高南低的特点，地形地貌多样，山地、平原、山间盆地错落有致，其中山区面积多达22 000 km2。

渭干河流域水系较为发育，支流众多，较大的支流有木扎提河，卡普斯浪河，台勒外丘克河，卡拉苏河，黑孜河等五条,均发源于天山南坡。五条支流在下游汇合后流入于克孜尔水库，始称渭干河(干流)。木扎提河发源于汗腾格里峰东坡的冰川集结区，与其余4条汇集于拜城盆地，流经千佛洞贯穿却勒塔格山后，流泄于山前冲洪积平原，河流全长452 km。河流流向自北向南，与山脉走向大体垂直，河源高程较高，多在海拔4 000 m以上，支流河长92～279 km。河水流入平原绿洲为人类所利用。河源多有冰川分布，以冰川融水补给为主，河川径流具有明显的季节性变化[1]。5条支流，实测多年平均径流量最大的为木扎提河，最小的为台勒外丘克河；各支流实测多年平均径流量在0.806 0～14.41×108m3之间(表1)，水系分布见图1。

表1 渭干河流域河流基本情况

查阅《中国冰川目录》可知，渭干河流域内上游源头部分布着大量的大陆型冰川，共有853条，总面积达1 784 km2(表2)，冰川融水补给是渭干河流域的主要水源补给，如木扎提河的冰川融水比重多达56.8%，当气温较高时会产生大量径流，且十分稳定。

表2 渭干河流域冰川统计

2 洪水特点

2.1 洪水形成过程

渭干河流域内这次大降水天气，降水持续30余小时，为随后发生的特大洪水提供了极为丰富水源。7月31日21:00开始渭干河流域各支流相继涨水，并发生了超保证流量的洪水。木扎提河破城子水文站从7月31日21:50开始涨水，流量377 m3/s，8月1日凌晨5:00最大流量达到649 m3/s，超保证流量；卡木斯浪河卡木鲁克水文站8月1日凌晨2:30开始涨水，流量412 m3/s，8月1日凌晨7:00最大流量达到803 m3/s，超保证流量；卡拉苏河卡拉苏水文站8月1日凌晨6:00流量突然出现600 m3/s超保证流量，8月1日9:00最大流量达到910 m3/s；台勒外丘克河拜城水文站14:00最大流量168 m3/s，接近警戒流量；木扎提河托克逊水文站8月1日8:00流量530 m3/s，8月1日14:30最大流量达到2 180 m3/s；黑孜河黑孜水文站8月1日11:00流量560 m3/s，8月1日14:18最大流量达到1 240 m3/s。8月2日6点以后渭干河流域木扎提河各支流相继退水。

2.2 洪峰流量大

此次渭干河流域上游各大支流均发生较大洪水，木扎提河上游的破城子水文站发生了历史特大洪水，其洪峰流量排历史第1位；卡木斯浪河卡木鲁克水文站发生了第5位的洪峰流量；卡拉苏河卡拉苏水文站发生了并列第1位的洪峰流量；台勒外丘克河拜城水文站发生了第8位的洪峰流量；木扎提河托克逊水文站发生了并列第1位的洪峰流量；黑孜河黑孜水文站发生了第3位的洪峰流量(见表3)。

表3 渭干河流域各河最大洪峰流量统计表

图1 渭干河流域水系分布图

2.3 洪量大

由于此次渭干河流域上游各大支流洪峰流量历史排位靠前，洪峰流量值高，历时长，产生的洪量也较大。8月1日，木扎提河的最大一日洪量为0.379 3×108m3；卡木斯浪河卡木鲁克水文站的最大一日洪量为0.405 2×108m3；卡拉苏河卡拉苏水文站的最大一日洪量为0.407 8×108m3；台勒外丘克河拜城水文站的最大一日洪量为0.062 0×108m3；木扎提河托克逊水文站的最大一日洪量为1.477×108m3；黑孜河黑孜水文站的最大一日洪量为0.385 3×108m3。

2.4 洪水历时长，峰形较肥胖

7月31日21:00开始渭干河流域木扎提河各支流相继发生了超保证流量的洪水，8月1日5:00-14:00各支流相继发生最大洪峰流量，历时1天半(图2)。

图2 2016年渭干河流域各要素逐日综合过程线

2.5 洪水遭遇问题突出

上游四大支流木扎提河、卡木斯浪河、台勒外丘克河、卡拉苏河洪水遭遇问题也比较明显，木扎提河破城子站距托克逊站112 km，洪水传播时间为9.5 h左右；卡木斯浪河卡木鲁克站距托克逊站50 km，洪水传播时间为7.5 h左右；卡拉苏河卡拉苏站距托克逊站24 km，洪水传播时间为5.5 h左右；台勒外丘克河拜城站距托克逊站28 km，洪水传播时间为4 h左右；由表3可知上游各站最大洪峰流量发生时间，根据上游各河洪水传播时间推算，几乎所有支流的洪水洪峰流量同时到达托克逊站，造成了托克逊站洪峰流量高达2 180 m3/s。

木扎提河与黑孜河洪水遭遇问题也较突出。木扎提河托克逊站距克孜水库坝址 32 km，洪水传播时间为4 h左右；黑孜河黑孜站距克孜水库坝址12 km，洪水传播时间为2 h左右。根据上游各河洪水传播时间推算，两支流的洪水相差2 h到达克孜水库，在下午16:00左右克孜水库入库洪峰流量高达3 100 m3/s。

2.6 洪水等级

根据渭干河流域木扎提河各支流自建站至2015年最大实测洪峰流量资料频率计算成果，依据《水文情报预报规范》SL250-2000规定的洪水定性信息划分等级的标准，此次“8.1 ”渭干河流域各支流最大洪峰流量重现期木扎提河上游破城子水文站大于50年的洪水，为特大洪水；卡木斯浪河卡木鲁克水文站大于30 a的洪水，为大洪水；卡拉苏河卡拉苏水文站大于50 a的洪水，为特大洪水；台勒外丘克河拜城水文站大于3 a的洪水，为小洪水；木扎提河托克逊水文站大于30 a的洪水，为大洪水；黑孜河黑孜水文站大于20 a的洪水，为大洪水，见表4。

3 洪水成因

此次渭干河上游的多处水文站发生了有水文资料记载以来的历史特大洪水，洪水成因主要是前期的高温形成冰川雪水融化导致河道水量大增，之后又叠加大暴雨，产生了冰雪融水洪水与暴雨洪水的混合型洪水。此类混合型洪水往往峰高量大，持续时间长，造成的灾害大。特大洪水的发生往往是多种气象因素综合作用的结果。

表4 “8.1” 最大洪水定性等级划分表 a

3.1 地面与高空气温影响

干流木扎提河上游山势高耸，右侧有两座高山，一座为汗滕格里峰(海拔6 995 m)外，另一座为托木尔峰(海拔7 435.1 m)。由于高山的降水量十分丰沛，年降水量多在900 mm以上，这里是中国天山最大的冰川作用中心，木扎提河破城子水文站以上冰川面积覆盖率达42.6%,为新疆主要河流中冰川面积覆盖率最大的河流。

天山山区是新疆暴雨常发区，其暴雨中心路径常是沿天山自西向东，有的始发于喀什、阿图什以北地区，有的始发于伊犁河谷上游或阿克苏北部山区，然后东经渭干河、开都河上游、巴仑台和天池到北塔山出境。

受7月下旬2次高温天气影响，7月25-8月2日，高空气温总的趋势是逐渐攀升态势，0 ℃层高度达5 000 m以上高于历年同期，比2015年偏低，7月31日500 hpa高空温度在8时达负5℃，同站观测到的日平均气温为24.1℃。7月31日开始天山南坡大范围降水，降水主要集中在阿克苏地区北部山区的拜城县和库车县，雨量达暴雨。

3.2 暴雨过程提供物质基础

从7月30日08时500 hpa 天气图上看，新疆西部位于槽前，受暧湿西南气流控制，在有利地形抬升作用下，西太平洋副高继续西伸北挺，伊朗副高继续北上，在西太平洋副高有些衰退的情势下，中亚副热带低槽东移北上，7月31 日受热带低糟分裂短波的影响出现了我区7月31～8月2 日的大范围降水天气过程，强降水几乎覆盖全疆范围。由于渭干河流域深山区气象测站较少，且水库上游的水文、遥测雨量站点海拔高度均在3 000 m以下，在分析流域内降水量时，浅山区到平原直接采用水文站点的6处观测值，水文站监测到7月31日8:00-8月2日8:00的雨量数据：木扎提河破城子水文站降雨10.5 mm ；卡木斯浪河卡木鲁克水文站降雨32.4 mm；卡拉苏河卡拉苏水文站降雨11.2 mm；木扎提河托克逊水文站降雨8.6 mm；渭干河黑孜水库降雨5.3 mm。

7月31日～8月2日，阿克苏地区降水范围广、降水量及降水强度最大。东部拜城降水量18.0 mm，拜城的康其乡黄山羊沟下大暴雨，库车的大龙池降雨量高达57.1 mm,拜城10个区域站下大暴雨。