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五华河流域河子口站“19.6”暴雨洪水分析

2021-12-17高玉丹

农村科学实验 2021年33期
关键词:雨量降雨量降雨

高玉丹

(广东省水文局梅州水文分局,广东 梅州 514000)

2019年6月10日,受高空槽和西南急流的共同影响,韩江上游支流五华河流域普降特大暴雨。受大范围高强度降雨影响,五华河控制站河子口发生超50年一遇超历史纪录的特大洪水,洪峰水位119.15m,相应洪峰流量1140m3/s,此前该站最大实测洪水发生于2016年8月12日,洪峰水位117.81m,相应洪峰流量859m3/s,洪水级别为20年一遇。

1.流域概况

韩江发源于陆丰市与紫金县交界的乌突山七星岽,沿莲花山脉西北侧,自西南向东北流至五华琴江口汇北琴江,至水寨河口(以上称琴江)汇五华河后称梅江,至三河坝汇汀江进韩江。

五华河是韩江的一级支流,发展于河源龙川县亚鸡寨,上游自北向南流,经龙川县龙母至铁场与桥头水汇合后流入五华县,于合水汇岐岭河,于华城汇潭下河,于转水汇矮车河,在水寨汇入琴江,全长105km,集水面积1832km2,河床坡降0.099%。河子口水文站设立于1981年1月,地处五华县华城镇河子口村,位置为东经115o33′、北纬24o05′,集水面积为1031km2,该站是梅江上游区域的代表站,兼做五华河中下游控制站。梅州市下属水文测站位置分布如图1,五华河河子口水文站位置图如图2。

图1 梅州市下属水文测站位置分布图

图2 五华河河子口水文站位置图

2. 降雨分析

2.1 暴雨过程

2019年6月10日0时至17时,受高空槽和西南急流的影响,五华河上游的龙川县及我市五华县的岐岭镇、华城镇出现了特大暴雨,降雨总历时18h,河子口水文站上游区域过程雨量达182.9mm,造峰雨量182.1mm,平均雨强10.1mm/h。降雨量最大的站点为河源市龙川县龙母镇龙母站,降雨量为265.5mm,为设站有记录以来实测24小时点最大雨量。流域平均1h降雨量过程见图3。

图3 五华河流域“19.6”暴雨1h流域平均降雨量图

2.2 暴雨特征分析

从整个降雨过程来看,有如下几个特点:

2.2.1 历时短、强度大:整个降雨过程总历时18h,流域平均降雨强度10.1mm/h,最大面雨强22.9mm/h,最大点雨强70.0mm/h。

2.2.2 范围广、量级大:降雨覆盖了整个流域,累计面雨量达182.9mm,累计最大点降雨达265.5mm;经统计该流域多年年平均降雨量为1490.1mm,多年月(6月)平均降雨量为237.2mm,本场降雨占多年年平均降雨量的12.3%,占多年月(6月)平均降雨量的77.5%,为历史罕见。

2.2.3 降雨时空分布不均匀:暴雨中心位于五华河支流铁场河,过程面平均降雨量达222.3mm;另一支流岐岭河的降雨量偏小,面平均降雨量为154mm。

2.2.4 发生大暴雨和特大暴雨的站次多:整个过程面平均雨量达182.9mm,所有站点均超过100mm,超过200mm的站点有迥龙站(219mm)和龙母站(267mm),其中龙母站267mm为设站有记录以来实测24小时点最大雨量,此前该站最大实测24小时降雨量为182mm。

2.3 与历史最大暴雨对比分析

本次流域面平均雨量与历史最大暴雨对比分析可知:短历时面平均降雨量相差不大,但高强度降雨持续时间长,12h面降雨量是历史最大暴雨的1.4倍;单站降雨量大,1h、3h、6h、12h点降雨量分别是“16.8”暴雨的1.1~1.5倍。五华河流域“19.6”暴雨各时段雨量与历史最大暴雨对照表详见表1。

表1 五华河流域“19.6”暴雨各时段雨量与历史最大暴雨对照表

3.洪水分析

3.1 洪水过程

2019年6月6日至7日,五华河上游刚发生一场长历时的降雨,据统计分析,流域前期影响面雨量70.0mm,在底水较高和强降雨的共同影响下,使得五华河控制站河子口水文站河段出现了建站以来最大洪水场次。

6月10日0时五华河流域开始大范围降雨,受强降雨影响,五华河控制站河子口水文站水位急剧上涨,从10日5时的112.90m开始起涨,相应流量57m3/s;至10日18时达到洪峰水位119.15m(水位涨幅6.28m),相应洪峰流量1140m3/s;11日19时基本回落至基流。五华河河子口站“19.6”洪水过程线见图4。

图4 五华河河子口站“19.6”洪水过程线图

3.2 洪水特点

从整个洪水过程来看,有如下几个特点:

3.2.1 前期土壤较为饱和,产流快:本次洪水前该流域刚经历过一场降雨,土壤较为饱和,10日0时开始持续降雨,10日5时水位即开始起涨,产流速度快而且产流量大,整个洪水过程径流系数达0.39。

3.2.2 洪水峰高量大:本次洪水为建站以来最大洪水场次,洪峰流量1140m3/s,洪水量级超五十年一遇,过程总水量达0.69亿m3;此前河子口2016年8月12日实测最大流量为859m3/s,过程总水量达0.36亿m3。

3.2.3 水位上涨快,涨幅大,涨率大:本次洪水从10日5时的112.90m开始起涨,至10日18时达到洪峰水位119.15m,上涨历时13h,水位涨幅达6.28m,最大涨率1.03m/h。

3.2.4 洪水涨落快,峰型较为对称:降雨过程前期雨强大,历时短,造成洪水汇流历时快,洪水涨水快;出现洪峰后,降雨停止,洪水水位急剧回落;涨水历时和退水历时较为接近,洪峰流量发生在洪水过程历时的二分之一处,峰前水量0.28亿m3,峰后水量0.40亿m3,整个洪水过程较为对称。

3.3 与历史洪水对比分析

与历史最大洪水对比分析:五华河河子口站建站以来最大洪水发生于2016年8月12日11时。受强降雨云系影响,8月11日19时至12日11时,五华河流域出现强降雨,流域平均降水量123.8mm,造峰雨量116.3mm,降雨总历时17h;受短历时强降雨影响,河道水位快速上涨,加之河子口水文站上游橡胶坝出现垮坝,共同导致河子口水文站水位急剧上涨,最终出现117.81m的洪峰水位,相应洪峰流量859m3/s,过程总水量为0.36亿m3,通过频率分析计算为20年一遇洪水级别。

通过与“16.8”洪水数据对比分析可得,“19.6”洪水的降雨量是“16.8”洪水的1.48倍,洪峰流量是“16.8”洪水的1.33倍,过程总水量是1.92倍。

历史第二大洪水情况介绍:受高空槽和切变线等天气系统影响,2006年7月25日17时至26日19时,五华河流域出现大暴雨到特大暴雨,流域面平均雨量为196.9mm,造峰雨量为184.4mm,降雨总历时45h;受强降雨影响,河道水位快速上涨,最终测得洪峰水位119.30m,相应洪峰流量789m3/s,过程总水量1.15m3,通过频率分析计算为超10年一遇洪水级别。

通过与“06.7”洪水数据对比分析可知,虽然两场洪水的降雨总量相差不大,但“19.6”洪水的平均雨强是“06.7”平均雨强的2.32倍,持续高强度的降雨输出,造成“19.6”洪水峰型相对尖瘦,洪峰水位高,而“06.7”洪水峰型较为肥胖,洪水总量大。

“19.6”洪水与历史洪水要素对照表见表2,“19.6”洪水过程与历史洪水过程对比图见图5。

表2 “19.6”洪水与历史洪水要素对照表

图5 “19.6”洪水过程与历史洪水过程对比图

4.结语

造成“19.6”暴雨洪水成为五华河流域河子口水文站成为建站以来最大洪水的主要原因有以下三个方面:一是流域前期有降雨,土壤较为饱和,产流速度快,产流量偏大;二是全流域大范围的降雨,总面平均降雨量达182.9mm;三是持续高强度的降雨输出,过程降雨强度为10.16mm/h。

近年来极端天气多发,出现超标准洪水的可能性较大,通过对五华河河子口站“19.6”暴雨洪水的分析,可为以后防御超标准洪水积累经验。

梅江河属于山区性河流,支流多,地形复杂,洪水陡涨陡落,洪水灾害频繁发生,以支流五华河河子口水文站为例,通过对其“19.6”暴雨洪水的总结分析,进一步认识了梅江河流域特别是类似五华河这类小流域的洪水特性。

水文预报的准确性能防灾减灾,减少人力财力损失。通过分析五华河河子口站“19.6”暴雨洪水的发生发展过程,可以知道降雨强度会严重影响五华河河子口站的洪水过程。为了更好地做好河子口站的实时预报工作,应进一步做好水文预报与气象预报、QPE技术和QPF技术的有效结合,为延长洪水预见期,提高洪水预报精度提供更有力的技术保障。

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