2017年第二松花江流域暴雨洪水分析

薛 梅，曹艳秋

（水利部松辽水利委员会，吉林长春 130021）

2017年7月中旬至8月上旬，第二松花江流域接连发生3场主要降水过程，降水主要位于白五丰区间、温德河、饮马河等地，降水强度突破历史极值。受降水影响，松花江接连出现2017年第1号、第2号洪水，其中第二松花江干流丰满水库发生超5年一遇洪水，水库3 d洪量到11 d洪量均以白丰区间洪水为主，尤以白五丰区间洪水为主；温德河连续发生2次超100年一遇特大洪水，漂河、辉发河支流、金沙河发生超50年一遇特大洪水，饮马河发生近20年一遇大洪水。

1 流域概况

第二松花江发源于长白山天池，是吉林省最大的一条江河，从吉林省的东南流向西北。第二松花江长958 km，流域面积为7.34×104km2。从源头天池以下至吉林市为上游段，长292 km，河流穿行于高山峡谷间，河谷多呈V字型，谷宽为500～1 000 m，河道比降较陡，平均在0.3%。吉林市至长滨线铁路桥为中游段，由山丘区向松嫩平原的过渡段，河谷宽400～800 m，比降为0.14‰～0.45‰，河弯、江汊、浇滩时有出现。长滨线铁路至三岔河为下游段。流域内水系比较发达，丰满水库以上的主要支流有头道松花江、二道松花江、辉发河等。丰满水库以下的主要支流有温德河、牛亡牛河、鳌龙河、团山子河、沐石河、饮马河等河流。

2 暴雨分析

2.1 天气背景

2017年汛期（6—9月）500 hPa平均位势高度场和距平场上，北半球极涡呈绕极型分布，极涡附近有明显的负距平，表明极涡较常年同期偏强；中高纬度环流呈4波型分布，亚洲大陆受“两槽一脊”的环流型控制，两支高空槽系统分别位于巴尔喀什湖西部和亚洲东北部；西太平洋副热带高压在整个汛期势力强大，强度偏强，面积偏大，脊线位置偏南，西伸脊点偏西。7月13日和7月19日至20日两场降水过程天气背景相似，亚洲中高纬地区环流为“两槽一脊”型，远东南部地区和西西伯利来地区分别存在冷涡，贝加尔湖以西则存在高压脊。位于远东地区的冷涡分裂出短波槽东移南下，与西太平洋副高西北侧沿松辽平原北上的低空急流汇合，加之长白山山脉的阻挡抬升作用下系统移动缓慢，从而产生持续性强降水；8月2日至4日，主要是受10号台风“海棠”残留云系和高空槽共同影响产生的降水。

2.2 暴雨过程及分布

2017年，第二松花江流域发生3场主要降水过程，分别为7月13日、7月19日至20日、8月2日至4日。

7月13日，受低空切变和暖湿气流共同影响，第二松花江中游暴雨、大暴雨，局地特大暴雨。暴雨区主要覆盖白山-五道沟-丰满区间（以下简称白五丰区间）、支流温德河以及饮马河上游，暴雨中心为吉林永吉县六家子站294.2 mm，过程累计降水量大于50 mm、100 mm的笼罩面积分别为2.2×104km2、1.0×104km2，其中降水量大于50 mm的笼罩面积占第二松花江流域面积的1/3。

7月19日至20日，受切变和暖湿气流共同影响，第二松花江上中游出现长历时、高强度、大范围强降水过程。暴雨区主要覆盖二道松花江、白五丰区间、支流温德河以及饮马河、伊通河上游。暴雨中心为吉林永吉县白家村409.4 mm，过程累计降水量大于50 mm、100 mm的笼罩面积分别为3.6×104km2、1.7×104km2，其中降水量大于50 mm的笼罩面积占第二松花江流域面积的1/2。

8月2日至4日，受10号台风“海棠”残留云系和高空槽共同影响，第二松花江中下游再次出现强降水过程。暴雨区主要覆盖白五丰区间、支流温德河以及第二松花江下游。暴雨中心为吉林桦甸市地局子站235.4 mm，过程累计降水量大于50 mm、100 mm的笼罩面积分别为2.9×104km2、1.0×104km2，其中，降水量大于50 mm的笼罩面积占第二松花江流域面积的40%。

2.3 降水特点

1）降水高值区重复。3场降水高值区主要位于白五丰区间、温德河、饮马河等地，见表1。

表1 降水高值区统计表（2017年）mm

2）降水强度大，突破历史极值。7月13日，最大点雨量发生在吉林永吉县六家子站294.2 mm，突破永吉县日降雨量历史极值（243.3 mm）。7月19日至20日，最大点雨量为吉林永吉县白家村409.4 mm，其中最大日降水量达254.6 mm，突破永吉县历史极值（243.3 mm）。

3）局地强降水持续时间长。降水过程主雨区强降水持时间长，白五丰区间、温德河流域强降水持续时间分别长达12～30 h、18～36 h。

3 洪水分析

受降水影响，松花江接连出现2017年第1号、第2号洪水，其中第二松花江干流丰满水库发生超5年一遇洪水，温德河连续发生2次超100年一遇特大洪水，漂河、辉发河支流金沙河发生超50年一遇特大洪水，饮马河发生20近年一遇大洪水。

3.1 主要洪水过程

3.1.1 干流洪水

受降水影响，第二松花江干流吉林水文站发生2次超警戒水位洪水，丰满水库先后发生了3次洪水。

丰满水库：7月14日5时，丰满水库3 h最大入库流量9 590 m3/s，为松花江2017年第1号洪水，7月21日2时，丰满水库3 h最大入库流量10 400 m3/s，为松花江2017年第2号洪水；8月3日8时，丰满水库3 h最大入库流量4 531 m3/s。

吉林水文站：7月14日4时，洪峰水位190.06 m，超警戒水位（189.39 m）0.67 m，相应流量4 200 m3/s，重现期近5年，流量列1954年有资料以来第7位；7月20日7时，洪峰水位189.76 m，超警戒水位（189.39 m）0.37 m，相应流量4100 m3/s。

3.1.2 支流洪水

温德河洪水。温德河是第二松花江左岸支流，其控制站口前水文站先后出现3次洪水过程。第1次洪峰出现在7月14日0时，洪峰水位228.05 m，相应流量3 350 m3/s，超过保证水位（224.20 m）3.85 m，重现期超200年，流量列1957年有实测资料以来第1位（历史最大流量3 120 m3/s，2010年7月28日）。第2次洪峰出现在7月20日5时15分，洪峰水位226.80 m，相应流量2 480 m3/s，超过保证水位（224.20 m）2.60 m，重现期近100年，流量列1957年有实测资料以来第2位。第3次洪峰出现在8月3日8时，洪峰水位223.98 m，相应流量942 m3/s，超过警戒水位（223.00 m）0.98 m，重现期10年。

饮马河洪水。饮马河是第二松花江左岸最大的支流，其控制站德惠水文站于7月25日8时出现洪峰，洪峰水位156.33 m，相应流量631 m3/s，重现期近20年，水位列2003年有实测资料以来第2位（历史最大流量为676 m3/s，2010年8月1日）。

漂河洪水。漂河为第二松花江右侧支流，其控制站横道子水文站先后出现3次洪水过程。第1次洪峰出现在7月14日8时，洪峰水位279.80 m，超警戒水位（279.41 m）0.39 m，相应流量242 m3/s，重现期为5年。第2次洪峰出现在7月21日3时30分，洪峰水位281.40 m，超保证水位（280.61 m）0.87 m，相应流量736 m3/s，重现期近50年，流量列1958年有实测资料以来第2位（历史最大流量为768 m3/s，2010年7月28日）。第3次洪峰出现在8月3日14时，洪峰水位279.35 m，相应流量209 m3/s，重现期近5年。

辉发河支流洪水 金沙河是辉发河左岸支流，其控制站民立水文站主要出现2次洪水过程。第1次洪峰出现在7月14日3时，洪峰水位272.31 m，超警戒水位（271.97 m）0.34 m，相应流量978 m3/s，重现期近10年。第2次洪峰出现在7月21日1时，洪峰水位273.63 m，超保证水位（272.82 m）0.81 m，相应流量1 960 m3/s，重现期近50年，流量列1958年有实测资料以来第2位（历史最大流量为2 980 m3/s，2010年7月28日）。

3.2 丰满水库洪水重现期分析

丰满水库洪水涨水历时2～3 d，洪峰持续时间12 h左右，落水历时5～8 d，因此采用丰满水库最大12 h入库流量作为洪峰流量。

丰满水库最大12 h入库流量还原用下式计算：

式中：Q丰，还——丰满水库12 h入库还原流量；Q丰，入——丰满水库12 h入库流量；Q白（t-6）,入——白山水库6 h入库流量；Q白（t-6）,出——白山水库6 h出库流量；Q红（t-3）,入——红石水库 3 h 入库流量；Q红（t-3）,出——红石水库3 h出库流量。

经还原计算，7月13日20时至7月14日8时，丰满水库最大12 h入库流量6 770 m3/s；7月20日20时至7月21日8时，丰满水库最大12 h入库流量8 910 m3/s，重现期超5年；8月3日2时至8月3日14时，丰满水库最大12 h入库流量3 540 m3/s。

3.3 洪水组成

经对白山水库、红石水库及丰满水库逐日还原计算，分析丰满水库最大3 d、7 d、11 d洪量的洪水组成。

3.3.1 丰满水库逐日天然入库流量还原

丰满水库日平均入库流量还原用下式计算：

式中：Q丰，还——丰满水库入库日平均还原流量；Q丰，入——丰满水库入库日平均流量；Q白，入——白山水库入库日平均流量；Q白，出——白山水库出库日平均流量；Q红，入——红石水库入库日平均流量；Q红，出——红石水库出库日平均出库流量；Q白～丰——白山～丰满水库区间日平均流量；Q白～红——白山～红石水库区间日平均流量；Q红～丰——红石～丰满水库区间日平均流量。

3.3.2 丰满水库洪水组成

从2017年的3场洪水的组成来看（见表2），丰满水库3 d洪量到11 d洪量均以白山-丰满水库区间（以下简称白丰区间）洪水为主，尤以白五丰区间洪水为主，且区间来水所占比重随时间的增加而减少，其中第1场洪水白丰区间洪量占丰满水库的68%～85%，白五丰区间占丰满水库的64%～82%，第2场洪水白丰区间洪量站丰满水库的60%～71%，白五丰区间占丰满水库的54%～66%，第3场洪水白丰区间洪量站丰满水库的63%～75%，白五丰区间占丰满水库的53%～68%。

表2 2017年丰满水库洪量组成表108m3

4 结论

1）2017年，第二松花江流域发生3场主要降水过程，高值区主要位于白五丰区间、温德河、饮马河等地；降水具有过程累计量大、集中降水持续时间长、降水强度大和极端性高的特点。

2）2017年，第二松花江流域特大洪水只发生在部分中小河流，经大型水利工程调蓄后，第二松花江干流吉林站站只发生小洪水，

3）2017年的3场洪水丰满水库3d洪量到11d洪量均以白丰区间洪水为主，尤以白五丰区间洪水为主。