马连河流域“98.5”暴雨洪水分析

2018-08-20郭宝群刘社强

东北水利水电 2018年8期

郭宝群，刘社强，窦敏

（黄河水利委员会水文局，河南郑州 450004）

1998年5月20至21日，泾河流域马连河水系普降大雨，其中环县、庆阳县、华池县及宁县等地局部地区降暴雨或大暴雨，此次降雨过程时段集中、强度大、范围广，致使马连河水系干、支流出现同期历史最大洪水。

1 流域概况

马连河地处黄河流域中游的泾河水系，发源于陕西省定边县白玉山梁西部麻黄山、流经陕西省定边县和甘肃省环县、庆城、合水、西峰、宁县等6县（市），至宁县政平镇汇入泾河。河流自北向南，全长374.8 km，流域面积19 086 km2。自上而下接纳数十条支流。

马连河流域属黄土高原，自北向南地貌以黄土梁、丘陵及黄土塬地为流域主体。流域内除子午岭有少量的次生林分布植被良好外，其余地区植被稀疏，水土流失和风蚀沙化严重，多年平均侵蚀模数为7 890 t/km2左右，是黄河流域水土流失最严重及泥沙的重要来源地区之一。

马连河流域地处大陆内部，属北温带干旱、半干旱区，属大陆性气候。年降水量自东南部的650 mm逐渐减少至河源的200 mm，且多集中在6—9月。降水年际变化大，多雨年与枯雨年年降水量相差2～3倍。年蒸发量由南部的900 mm向北递增至1 000 mm。

2 暴雨分析

2.1 暴雨成因

5月19日8时中高纬环流形势为两槽两脊型，乌拉尔山为脊，贝加尔湖为一弱脊，西伯利亚到巴尔喀什湖为一槽，东亚为一弱槽，高原上35°N以南有西南气流发展，冷空气比较弱且在新疆以北。至19日20时，环流形势调整为两脊一槽，西伯利亚至巴尔喀什湖的低槽东移至新疆，乌拉尔山高脊发展推动其前部冷空气快速东移南压；配合高原西南气流，青海湖附近也有一浅槽形成，但受华北至贝湖打通的高脊阻挡，此槽东移速度缓慢。上游沿乌拉尔山脊前不断下滑的冷空气，使得新疆低槽发展加深，后来与其前部低槽合并迭加，使降水过程加强。形势调整快，冷空气在东移过程中加强是这次暴雨过程的主要特点。

这次降水过程前，在19日8时700 hpa图上，河西及青藏高原，为明显暖气团控制，甚至500 hpa图上也为一暖脊，从低层到高层均为升温，高层升温更快，层结稳定。至20日8时，低层锋区前沿到张掖，暖气团东移范围缩小，高原东侧的低空急流形成，水汽输送通道建。随着冷空气东移，冷暖气团在河套附近交绥，降水集中出现在河套地区。大降水低层条件越来越有利。地面图上，19日8时冷锋在天山以北，而且比较弱，至20日8时和高层低槽对应地面上出现两条明显的冷锋，一条位于张掖，这是低槽前部扩充下来的一部分冷空气，东移中还在不断加强；主力冷锋仍在天山一带堆积，至20时，冷空气已完全翻越天山，两条冷锋合并在一起，位于银川—华家岭—都兰一线，锋后3 h变压达+5.7 hpa，24 h最大变压达+19 hpa，锋后民勤附近有大片西北大风区，锋前有西南大风，冷暖气团势力都很强，使得锋面移速慢甚至停滞。降水区主要在锋前的河套地区和陇东地区，其中陇东地区主雨时段集中在20日20时至24时，到21日2时，移出马连河流域，降水逐渐结束。

2.2 暴雨时空

“98.5”暴雨的特点是:历时短，强度大，笼罩范围广。

历时短。自5月20日8时开始降雨，21日2时结束，历时只有短短的18 h左右。

强度大。暴雨在流域内形成两个中心，以曲子为中心的流域中部和以和盛为中心的流域南部。这次降水只有18 h左右，曲子站降水量124.8 mm，庙后岘站109.3 mm，马岭站95.7 mm，和盛站103.5 mm，宁县站91.7 mm。暴雨强度主要集中在2 h以内，如马岭站30 min降水量达42.9 mm，占次降水的51.9%；宁县站2 h降水量达66.4 mm，占次降水的72.4%。大部分站2 h降水占次降水的一半以上。各主要站时段降水量见表1。

表1 “98.5”暴雨各主要站时段降水量统计表

笼罩范围广。雨落坪站以上流域面平均降水量46.4 mm，降水总量8.82亿m3。降水量在25 mm以上面积达16 300 km2；50 mm以上面积6 960 km2；75 mm以上面积为2 180 km2；在100 mm以上的面积为520 km2。暴雨面深关系见图1。

2.3 稀遇程度

图1 暴雨面平均雨量～笼罩面积关系图

“98.5”暴雨是历史同期有水文资料以来罕见的。这与近几年太平洋厄尔尼诺现象频繁发生，影响气候异常有关。频率计算曲子、马岭、庙后岘、悦乐、和盛、宁县等站降水量，均在历史同期的120～150年。

3 洪水分析

3.1 洪水实况

“98.5”暴雨洪水历时短，峰高量大。各站洪水过程水文要素见表2。马连河庆阳站5月21日1时起涨，1时36分出现2 190 m3/s的洪峰流量，至22日24分落平；柔远川悦乐站5月20日22时36分起涨，21日1时30分出现589 m3/s的洪峰流量，至22日8时落平；东川贾桥站5月21日0时48分起涨，21日2时出现1 390 m3/s的洪峰流量，至22日10时落平；马连河雨落坪站从5月21日0时起涨到21日9时先后出现两次洪峰过程，21日9时出现2 060 m3/s的最大洪峰流量，至25日8时基本落平。