无定河流域2017年“7·26”暴雨洪水特征分析

卢寿德 卢广毓 巩琳

摘要：2017年7月25-26日，黄河中游支流无定河流域普降特大暴雨，暴雨强度大、历时短、突发性强。受此影响，大理河青阳岔、绥德两站和无定河白家川站出现建站以来最大洪水，绥德县遭受重大财产损失。此次特大暴雨的降雨特征为：①暴雨中心降雨总量大;②暴雨中心降雨强度大;③降雨空间分布梯度大。分析了干支流洪水来源及组成情况，提出了相关建议：①加大黄河流域水文站网建设力度;②从黄河防洪、生态及经济建设等多方面考虑，利用水保及防洪措施控制当地水土流失，同时减少河道中的泥沙量;③加强退耕还林还草工作。

关键词：暴雨;含沙量;洪水特征;“7·26”洪水;无定河流域

中图分类号：TV856;TV882.1 文献标志码：A

2017年7月26日，黄河中游山陕区间中北部大部地区降大到暴雨，黄河支流无定河流域普降暴雨到大暴雨，个别站特大暴雨，降雨量大于100mm的笼罩面积为7562km²。据水文、气象监测数据显示，此次暴雨中心主要集中在无定河支流大理河流域，其中李家坬站日雨量为256.8mm、朱家阳湾站日雨量为234.8mm。受此影响，大理河青阳岔、绥德两站出现建站以来最大洪水。同时，暴雨导致丁家沟水文站在7月26日凌晨4时48分出现了流量为1600m³/s的洪峰（自1994年以来最大流量，建站以来洪水排名第7位）。白家川水文站最大洪峰流量为4500m³/s，最高水位为11.71m（冻结基面），超过设站以来实测最大流量。洪水演进至龙门水文站，27日1时6分出现流量为6010m³/s的洪峰，超过当地警戒流量（5000m³/s），为黄河2017年第1号洪峰。暴雨造成位于大理河子洲县城上游的清水沟水库发生溃坝，绥德县四十里铺镇降雨量最高达247.3mm，同时大理河流域强降雨使得绥德站出现流量为3160χ²/s的洪峰，无定河与大理河洪水在绥德县城遭遇，造成绥德县城被洪水围困，人民生命财产遭受重大损失。据不完全统计，截至8月6日16时，“7·26”特大洪灾造成绥德县6人死亡，169263人受灾，72971人紧急转移，直接经济损失达到42.32亿元（数据来源于当地政府工作报告）。

1 流域概况

无定河是黄河中游右岸的一条多沙支流，发源于陕西省白于山北麓，流经陕西靖边、横山、榆林、米脂、绥德等县，于陕西省清涧县河口村汇入黄河，全长491km，流域面积30261km²。流域内多年平均降水量为409.1mm，年均径流量为15.3亿m³，年均输沙量超过2.17亿t，输沙总量仅次于渭河，是中游河龙区间（河口镇—龙门区间）的主要产沙区。流域内不同地区多年平均气温为7.8～9.6℃，多年平均水面蒸发量为1700～2000mm。该流域暴雨集中，土质松散，地表覆被较少，土壤侵蚀和水土流失情况严重。

2 降水特征

受高空槽底部冷空气与副高外围暖湿气流共同影响，从7月25日20时起至26日6时结束，以无定河流域为中心的区域突降特大暴雨，根据雨量观测设备及流域内各雨量站观测数据可知，暴雨中心位于李家坬。李家坬站报汛系统观测降雨量为256.8mm，超过2013年有记录以来的历史降雨量。本次暴雨过程中，李家坬站时段降雨量与累计降雨量见图1和图2。

从降雨资料可以得出，此次暴雨事件主要有以下几个特点。

（1）暴雨中心降雨总量大。黄河流域大部分地区处于季风气候区，降雨的季节分配很不均匀。夏季降雨量占全年降雨量的40%～66%，连续最大4个月（6-9月）的比例可达58%～75%。李家坬站11h累计降雨量为256.8mm，平均雨强为23.3mm/h。该站最大1h降雨量为66.6mm （7月25日22：00-23：00）;最大6h降雨量为232.8mm，时间为降雨阶段前6h，均超过历史同时段最大降雨量，總降雨量为2013年以来李家坬站最大值。无定河流域多年平均降雨量为409.1mm，降雨以汛期为主，主要其中在7-8月。汛期降雨量约占全年降雨量的75%，而极端最大月降雨量可达年降雨量的70%。本次降雨充分说明了这一点，位于暴雨中心的李家孤站11h降雨量达256.8mm，占全流域年平均降雨量的62%。该场暴雨与"94·8”暴雨比较，降雨总量要明显大于“94·8”暴雨（159.7mm）[1]。

（2）暴雨中心降雨强度大。黄河中游地区汛期暴雨的另一个显著的特点是降雨量大且历时短。本次降雨过程从25日20：00开始至次日6：00结束，历时11h。小理河流域李家坬站降雨量为全流域最大。同时，临近的朱家阳湾站降雨量为234.8mm，李家河站降雨量为224.0mm。降雨强度均超过20mm/h。从图2可以看出，李家坬站25日22时至次日2时累计降水量变化剧烈，对应该时段降雨强度较大。李家坬站雨强最大的两个时段分别为25日23时（66.6mm/h）和26日2时（63.4mm/h）（见图1），并且有3个时段雨强超过45mm/h，降雨强度同样超过“94·8”暴雨的降雨强度。由此可见，暴雨中心部分短时段雨强可达2mm/min以上。

（3）降雨笼罩范围小，空间分布梯度大。由图3可知：李家坬站和朱家阳湾站附近为本次降雨的暴雨中心;降雨比较集中，暴雨中心面积较小，降雨空间分布梯度大。

3 洪水和产沙

3.1 支流洪水来源及组成

7月25日21时开始降雨，位于无定河支流马湖峪河的马湖峪站受降雨影响，河道开始涨水，起涨流量为1.38m³/s;26日4时10分洪峰出现，最大洪峰为164m³/s，最高水位为61.00m（冻结基面）;26日13时流量落平，退水流量为7.91m³/s。河道最大含沙量为351kg/m³。

李家河站起涨时间为7月25日23时，起涨水位为13.00m（冻结基面），相应流量为0.328m³/s;峰现时间为7月26日5时00分，峰顶水位为18.39m（冻结基面），相应流量为997m³/s，实测最大含沙量为260kg/m³。

曹坪站起涨时间为7月25日21时42分，起涨水位为903.47m（黄海基面），相应流量为1.25m³/s;峰现时间为7月26日7时12分，峰顶水位为906.70m，相应流量为307m³/s，实测最大含沙量为141kg/m³。

青阳岔站位于大理河上游，集水面积为1260km²。该站洪水主要由阴家沟、高台沟、大水沟、高石崖沟、中清湾等大面积暴雨洪水形成，持续时间较长，25日20时起涨，流量仅为0.450m³/s。洪水于26日4时到达峰顶，洪峰流量为1840m³/s，峰型为锯齿峰，暴涨暴落，为建站以来最大洪峰。河道初始水位为73.78m（冻结基面），最高达80.34m（冻结基面），水位落差为6.56m。洪峰出现4h后，含沙量达最大值（620kg/m³），见图4（a）。

绥德站于26日0时流量起涨，从初始流量3.46m3/s涨至洪峰流量3 160m³/s，丁家沟站出现洪峰后17min流量达到峰顶，5h内涨了近1000倍。水位从811.8m升至823.1m（假定基面），水位落差11.3m。该场暴雨导致绥德站出现建站以来最大洪峰，见图4（b）。

3.2 干流洪水来源及组成

无定河干流丁家沟站于7月26日0时30分起涨，起涨流量为64.3m³/s，受上游支流来水及区间降雨影响，26日4时丁家沟站流量达1200m³/s，4时48分出现本次降雨的洪峰，流量为1600m³/s，洪峰历时6min。本次洪峰是丁家沟站自1994年以来的最大流量，建站以来洪水排名第7位。起涨水位为3.94m（冻结基面），最高水位为8.07m（冻结基面），水位落差达4.13m。最高含沙量为362kg/m³，错后洪峰2h。丁家沟站于9时18分出现第二次洪峰，流量为1210m³/s，但第二次沙峰则提前洪峰40min来到，含沙量为329kg/m³。洪水峰型为锯齿复式峰，涨坡急剧，落坡缓慢，见图5（a）。

大理河支流洪水经青阳岔、马蹄沟演进至绥德，洪水汇入无定河干流，此支流洪水与来自干流丁家沟站的洪水汇合，演进至干流下游白家川站。白家川站7月26日4时42分水位开始上涨，起涨水位为4.78m（冻结基面），相应流量为50.0m³/s;峰现时间为7月26日10时12分，峰顶水位为11.71m（冻结基面），相应流量为4500m³/s（为1975年建站以来最大）;实测最大流量为4310m³/s，相应水位11.66m（冻结基面）;实测最大含沙量为980kg/m³，沙峰较洪峰提前出现，见图5（b）。

在河道冲淤方面，丁家沟站河道断面冲刷较大，主河槽左岸部分冲刷较大;右岸部分冲刷小于左岸部分，左、右岸岸上部分淤积较大。白家川站断面河道两侧冲刷较大，河道底部淤积变化较小。青阳岔站河道冲淤变化较小。本次洪水丁家沟站次洪水量为6497万m³，输沙量为1165万t。大理河控制站绥德站次洪水量为11093万m³，输沙量未测得，由上游3个测站输沙量之和近似代替，大理河水沙情况见表1。无定河干流下游白家川站次洪水量为15800万m³，输沙量为7250万t。无定河流域内其他各站洪水水沙情况见表2。

4 问题与建议

（1）黄河流域水文站网发展较缓。在水资源管理和调度方面，有不少河流处于完全空白区（没有任何水文測站），并且有相当部分站网缺乏流域机构的监控。目前除干流外，有些支流水文测站较少，还不能完全控制各河道的水沙变化，尤其是在强侵蚀地区。另外，随着水利工程的修建，有些测站已不能发挥应有的功能。这些问题应该引起有关部门的注意。

（2）“7·26”暴雨降雨总量大、历时短、雨强大，并且覆盖范围小。对流域内水利工程以及城镇造成了一定程度的财产损失。同时，洪水总量小，洪峰流量大且含沙量高，使得洪水在演进过程中产生淤积，进一步减弱了河道行洪能力。由于黄河流域水保措施在特大暴雨中的减水减沙作用特别明显，因此应从黄河防洪、生态及经济建设等多方面考虑，利用水土保持措施及一定的防洪措施适当减少当地水土流失，同时减少河道中的泥沙量[2]。研究表明，风沙的治理对控制河道中粗泥沙来源以及减少粗泥沙数量具有重要意义，这对黄河中游粗沙区水土流失的治理同样不容忽视[3]。

（3）黄河中游流经黄土高原，每遇暴雨往往造成严重的水土流失，大量泥沙通过千沟万壑汇入黄河。退耕还林还草是防治水土流失的一项重要措施，具有显著的减蚀减沙作用[4]。黄土高原河流发育较好，流域内很多河道已下切至基岩，地表坡度较大。同时，植被可以增加水流的延阻力，延长水体的滞留和下渗时间，对坡面侵蚀具有一定的防治作用。因此，建议加大退耕还林还草力度，保护生态环境，在恢复绿水青山的同时，有效地促进黄河流域的治理工作。

参考文献：

[1]张胜利.“94·8”暴雨对无定河流域产流产沙影响的调查研究[J].人民黄河，1995，17（5）：24-27.

[2]顾文书.无定河流域水土保持措施在“94·8”特大暴雨中的减水减沙作用[J].中国水土保持，1995（11）20-23.

[3]许炯心.无定河粗泥沙产沙量的变化及其原因[J].中国水土保持科学，2007，5（6）：1-7.

[4]白志刚.从无定河流域“94·8·4”暴雨洪水看林草措施的减蚀作用[J].中国水土保持，1997（7）：17-19.