湘江萌渚水流域2019-2020年连续暴雨洪水分析*

2021-11-01吕清华颜清成

区域治理 2021年32期

吕清华，颜清成

1.湖南水利水电职业技术学院；2.江华瑶族自治县水文水资源局

一、前言

2019年6月12日-6月14日，地处湘南的湘江萌渚水流域发生了大暴雨洪水过程，流域普降大暴雨，局部特大暴雨，致使萌渚水（又名西河）干流全线发生了超历史的大洪水。萌渚水中游控制站大路铺水文站于6月13日9:30出现洪峰，最高洪水位50.10m（冻结基面），经查阅以往水文资料，此次洪水为1959年建站历史洪水位。

2020年6月6日至6月7日，江华县萌渚水流域普降暴雨到大暴雨，据降水资料统计，流域次面平均降水量157.8mm，流域最大24小时次面平均降雨量为146.6mm。单站降雨量大于200mm的有4站，大于100mm的有14站，大于50mm的有18站，其中最大降雨量站点为江华县白芒营镇车下站，降水量为252.5mm。此次降水主要分布在流域中上游，暴雨中心集中在流域中上游的白芒营镇、大石桥乡、涛圩镇和河路口镇。受强降水影响，江华县萌渚水流域发生超历史实测最大洪水过程。萌渚水流域控制水文站大路铺站2020年6月7日13:30出现自1959年建站以来最大洪水，洪峰水位238.12m，实测洪峰流量为1550m3/s。

二、流域概况

萌渚水又称西河，是湘江上游潇水的一级支流，河流全长104公里，流域面积889km2，平均坡降2.50‰，发源于西南部之姑婆山，蜿蜒流经岭西的河路口、涛圩、大石桥、白芒营、大路铺、沱江6个乡镇，于江华县沱江镇鱼塘坡处注入潇水，是江华县农业灌溉的主要水源之一。

萌渚水位于湖南省江华瑶族自治县西部，流域西北狭长，东西窄，呈长带状。流域南部与东部为中、低山地，西部为低山、丘陵，北部以丘陵为主。流域上游群山叠嶂，峡谷幽深，断面呈V形，一般枯水河宽约20-30m。中下游丘岗散布，河道弯曲，岸坡陡，农坝尚多，一般枯水河面宽70-130m。

萌渚水流域属亚热带季风气候区，具有气候温和、雨量充沛、冬寒期短、夏无酷暑、无霜期长、湿度大、晨雾多、风速小的气候特点。据气象资料统计，年平日照时数在1366.3-1758小时，无霜期300-310天，年平均气温17－18.5℃，极端高温39℃，极端低温-5℃，年平均相对湿度81%，历年平均风速1.4m/s。

萌渚水流域多年平均雨量为1589mm，其中，汛期雨量（4-9月）占全年雨量的60%左右，梅雨季节4、5、6三个月降雨量占全年的40%左右，7月以后降雨明显减少，常有不同程度的干旱发生。流域多年平均径流深971mm，径流系数0.61左右，流域多年平均蒸发量在508mm。流域内洪水主要由暴雨形成，洪水的大小与降水的多少、降水强度的大小有密切关系。年最大洪水多发生在4-6月，在此期间洪水主要由气旋锋面暴雨产生，8月及以后的洪水多为台风暴雨产生。由于流域内河流坡度较大，洪水峰高量大，陡涨陡落，极具破坏力，一般洪水历时1-2天。

三、暴雨成因与量级

（一）2019年暴雨成因与量级

2019年6月12日晚，受低涡东移南压，中低空切变线影响，历史罕见的强降雨伴随雷电袭击江华县，全县普降大暴雨。据雨量站资料统计，6月12日8时至13日8时强降雨过程，江华县平均降雨110.3mm，降雨量超过100mm的有41站，降雨量超过50mm的有60站，其中最大降雨量点为塘家源水库站，降雨量为186.5mm。

（二）2020年暴雨成因与量级

2020年6月6日至7日，受高空低槽和中低空切变线共同影响，历史罕见的强降雨伴随雷电袭击江华县萌渚水流域，全流域普降暴雨到大暴雨。据该流域内18个雨量站资料统计，2020年6月6日8时至8日8时，全流域面平均降雨量为157.8mm，流域最大24小时次面平均降雨量为146.6mm。单站降雨量超过200mm的有4站，超过100mm的有14站，超过50mm的有18站，其中最大降雨量点为车下站，降雨量为252.5mm。江华县萌渚水流域2020年6月6日8时至8日8时强降雨分布情况为：萌渚水流域下游沱江镇和桥市乡降雨量为50.0-100.0mm，萌渚水流域中上游大路铺镇、白芒营镇、大石桥乡、涛圩镇和河路口镇降雨量为120.0-260.0mm，暴雨中心集中在流域中上游干流的白芒营镇、大石桥乡、涛圩镇和河路口镇。

四、暴雨时空分布特点

（一）2019年6月暴雨时空分布特点

2019年6月降雨过程具有如下几个特点：一是量大，强度大。6月12日强降雨过程，江华县平均降雨量达110.3mm,其中最大3小时全县平均降雨量达72.2mm，占1天次总降雨量的65.5%。二是降雨时程分布不均。本次暴雨从2019年6月12日13时开始，至6月13日11时结束，降雨主要集中在6月12日21时至6月13日3时，这个时段的降雨量达103.2mm，占次总降雨量的93.6%。三是暴雨梯度大。此次强降雨过程，降雨量100-250mm的笼罩面积达1645km2，占全县面积50.6%，降雨量50-100mm的笼罩面积达1486km2，占全县面积45.8%，降雨量25-50mm的笼罩面积达117km2，占全县面积3.60%。

（二）2020年6月暴雨时空分布特点

2020年6月降雨过程具有如下几个特点：一是量大，强度大。萌渚水流域2020年6月6日至7日次面平均降雨量为157.8mm，其中最大1小时降雨量达21.4mm，占次面平均总降雨量的13.6%，最大3小时降雨量达59.3mm，占次面平均总降雨量的37.6%，最大6小时降雨量达73.0mm，占次面平均总降雨量的46.3%。二是降雨时程分布不均。最大12小时降雨量达134.5mm，占次面平均总降雨量的85.2%。本次强降雨从2020年6月6日10时开始，至2020年6月8日8时结束，但降雨量主要集中在2020年6月6日21时至6月7日10时，这段时间降雨量达138.6mm，占次面平均总降雨量的87.8%，2020年6月6日21时至6月7日3时降雨量达73.0mm，占次面平均总降雨量的46.3%。三是暴雨、大暴雨覆盖范围广。江华县萌渚水流域2020年6月6日至7日的强降雨过程中，暴雨笼罩面积达100%，大暴雨笼罩面积达82.1%。据全流域18个雨量站点资料统计，降雨量超50mm的站点18个，超100mm的站点14个，超200mm的站点4个，超250mm的站点1个。

五、暴雨频率分析

（一）2019年暴雨频率分析

查阅2015年由省水文件局组织编写的《湖南省报汛站暴雨洪水特征值重现期查算手册》(修订本)，按就近原则，萌渚水流域可参考大路铺水文站。根据萌渚水流域此次暴雨雨量大、历时短、范围集中，且流域内降雨时段及强度相似的特点，分别选取各雨量站和流域平均最大1小时、3小时、6小时雨量进行对照。经对比可知，最大1小时降水频率为接近20年一遇暴雨，最大3小时降水频率为20-30年一遇暴雨，最大6小时降水频率为略低于30年一遇暴雨。根据江华县萌渚水流域暴雨产汇流特点和分析大路铺水文站历史资料，采用最大6小时降水频率，即2019年6月12日萌渚水全流域发生略低于30年一遇的暴雨[1]。

（二）2020年暴雨频率分析

江华县萌渚水流域设有18个雨量站点，但有较长系列雨量资料的站点只有大路铺、白芒营、岩口铺、涛圩、草岭和春头源6个站，因此该流域2020年6月6日至7日雨量频率计算只计算上述6个站点，另外17个雨量站点雨量频率按就近原则进行估算，具体为鲤鱼井、山口铺、粟米塘、塘家源水库、南冲参照大路铺，珠郎塘和车下参照白芒营，洪山和羊头山参照岩口铺，中洞参照涛圩，金竹冲参照草岭，岭脚参照春头源。

经统计，最大1小时降水量频率只有车下站接近10年一遇，其他站均低于10年一遇；最大3小时降水量频率为：珠郎塘站接近20年一遇，车下站10年一遇，春头源站接近50年一遇，其他站均低于10年一遇；最大6小时降水量频率为：白芒营站和岭脚站接近20年一遇，珠郎塘站50年一遇，车下站20年一遇，春头源站接近100年一遇，其他站均低于10年一遇；最大12小时降水量频率为：白芒营站200年一遇，珠郎塘站和车下站高于200年一遇，羊头山站略高于10年一遇，涛圩站接近200年一遇，中洞站和草岭站接近20年一遇，春头源站高于100年一遇，岭脚站接近30年一遇，其他站均低于10年一遇；最大24小时降水量频率为：白芒营站接近100年一遇，珠郎塘站略高于200年一遇，车下站高于200年一遇，涛圩站略高于50年一遇，春头源站略高于30年一遇，岭脚站10年一遇，其他站均低于10年一遇[2]。

六、洪水频率计算成果

（一）2019年洪水频率计算成果

大路铺水文站具有1959年至2019年共61年实测洪水资料系列的年最大流量和1878年、1913年的历史调查洪水资料组成洪峰流量资料系列，采用数学期望公式进行频率计算。理论频率曲线采用P-Ⅲ型曲线适线，适线时，尽可能照顾点群趋势，使频率线通过点群中心，但适当多考虑中、上部点据，由此确定理论频率曲线各统计参数，适线过程在计算机上完成（见表1）。

表1 大路铺水文站最大流量频率计算成果表（m3/s）

大路铺水文站2019年“6·12”洪水洪峰实测流量为1240m3/s，与表1中频率值对比可知，大路铺水文站2019年“6·12”洪水洪峰流量的重现期超20年一遇。

（二）2020年洪水频率计算成果

大路铺水文站具有1959年至2020年共61年实测洪水资料系列的年最大流量和1878年、1913年的历史调查洪水资料组成洪峰流量资料系列，采用数学期望公式进行频率计算，理论频率曲线采用P-Ⅲ型曲线适线，适线时，尽可能照顾点群趋势，使频率线通过点群中心，但适当多考虑中、上部点据，由此确定理论频率曲线各统计参数，适线过程在计算机上完成（见表2）。

表2 大路铺水文站年最大流量频率计算成果表（m3/s）

大路铺水文站2020年“6·07”洪水洪峰实测流量为1550m3/s，与表2中频率值对比可知，大路铺水文站2020年“6·07”洪水洪峰流量的重现期超50年一遇。

七、洪水特点

（一）洪峰水位高，洪峰流量大

大路铺水文站2019年6月12日最高洪水位237.52m，经查阅以往水文资料，为1959年建站历史洪水位。2020年“6·07”洪水洪峰水位238.12m，为该站自1959年建站以来实测最高水位，比历史调查最高洪水水位238.66m（1878年）低0.54m，比历史调查第二高洪水水位238.29m（1913年）低0.17m。本次洪水的实测洪峰流量为1550m3/s，是大路铺水文站建站以来第一大洪峰流量，由频率计算可知，其重现期超50年一遇，比历史调查最高洪水的洪峰流量小11.9%，与历史调查第二高洪水的洪峰流量1550m3/s一样大[3]。

（二）洪水持续时间长

大路铺水文站控制面积为612km2，属山区性河流水文站，洪水暴涨暴落。据历年洪水资料统计，该站洪水持续时间为1-2天，但2019年“6·12”洪水从6月12日20时00分起涨，至16日24时00分水位退平，持续4天零1小时。2020年“6·07”洪水从6月6日21：50开始起涨，至6月11日8：00退平，洪水持续时间达4天零8小时，其中洪水漫滩时间达17小时。