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府澴河孝感段“2021·8”洪水简析

2022-07-13刘志文汪庆汪涛张虎吴婷婷谈新

长江技术经济 2022年3期
关键词:孝感成因分析降雨

刘志文 汪庆 汪涛 张虎 吴婷婷 谈新

摘 要:2021年8月,府澴河孝感段发生超警戒洪水,汛情形势严峻。基于府澴河孝感段的雨情、水情等水文特征,对洪水成因进行了简要分析。结果表明:府澴河孝感段出现“2021·8”洪水的主要原因是流域强降雨、上游来水、地理因素、防洪排涝能力不足等。基于成因分析,提出了工程和非工程措施建议,以期为今后府澴河防洪决策提供参考。

关键词:府澴河;暴雨;洪水;水文统计;成因分析;降雨;孝感

中图法分类号:TV122.1                                         文献标志码:A

1  府澴河概况

1.1  自然地理

府澴河流域地跨东经112°44′~114°20′、北纬30°34′~32°19′,发源于大洪山北麓的随州市长岗镇双门洞,经随州、广水、安陆、云梦、应城、孝南区、黄陂等县市区,于武汉市谌家矶汇入长江。府澴河流域面积约1.48万km2,干流全长349 km,流域平均坡度0.33‰[1]。府澴河是长江一级支流,其发源地有东、西二源,其中西源府河(亦称涢水),上游源于随州大洪山灵官埡北麓之施家冲,流经随州、应山、安陆至卧龙潭与澴水汇合,集水面积9 039 km2,河长281 km;东源澴水源于河南省信阳市的灵山黑沟,流经广水、大悟至卧龙潭与府河汇合,集水面积3 618 km2,河长153 km[1]。

府澴河流域呈羽毛状,地势西北高、东南低。流域上游为中低山地,中游为波状岗丘,下游为平原湖区,山区丘陵面积约占流域面积的65%,流域内植被良好[1]。

1.2  水文气象

府澴河流域属东亚副热带季风区,常年雨量丰沛,日照充足,无霜期长,四季分明。降水的水汽来源主要为印度洋孟加拉湾西南季风,此种降水多为涡切变类型。每年6月中旬至7月上旬形成“梅雨期”,7月下旬以后,雨带逐渐北移,形成高温伏旱季节[2]。暴雨集中在5—9月,多年平均年降水量为1 020 mm,多年平均年径流量47.1亿m3。

1.3  水利工程

府澴河是湖北省水利化程度较高的河流之一,流域内已建成先觉庙、封江口等大型水库9座[3],总集水面积2 725 km2,总库容21.61亿m3,调洪库容8.64亿m3;马鞍山、黑龙口等中型水库26座,总集水面积1 787.76 km2,总库容7.40亿m3,调洪库容2.68亿m3;小(1)型水库138座,总集水面积850.88 km2,总库容3.70亿m3;小(2)型水库696座,总集水面积965.67 km2,总库容2.17亿m3。大中型水库主要任务为防洪、灌溉和供水[3],小型水库主要任务为农业灌溉。

2  水雨情特征分析

2.1  雨情

2021年,府澴河孝感段最强降雨集中在8月11日20时至13日14时,府澴河孝感区域流域平均降雨量109 mm,其中府河117 mm、澴水84 mm。

府澴河右岸多条支流代表站点降雨达100 mm以上,如表1所示,其中浪河、均水、漳水平均降雨量分别为225 mm、173 mm和168 mm。孝感云梦县伍洛桥站最大1 h雨量达99 mm(12日8时至9时),最大3 h雨量达163.5 mm(12日7时至10时)。

府澴河上游暴雨中心位于随县长岗镇、三里岗镇、柳林镇一带,最大点位雨量为516.5 mm,出现在随州市随县柳林镇柳林店站;其次为317.5 mm,出现在随县长岗镇长岗站。随县柳林镇柳林店站最大1 h雨量达112.5 mm(12日4时至5时),最大3 h雨量达283 mm(12日3时至6时)。

2.2  水情

2021年8月中旬,府澴河上游随州市浪河柳林镇镇区控制断面出现洪峰流量589 m3/s,重现期超百年一遇;浪河流域内草庙、石坑、太平等小(2)型水库和白果河中型水库超汛限溢洪,随州白云湖最大下泄流量约2 000 m3/s;受流域强降雨、上游来水共同影响,府澴河孝感段水位持续上涨,孝感、隔蒲潭、卧龙潭、东山头(闸下)水文(位)站先后超警戒水位(见表2),防汛形势十分严峻。

(1)澴水:孝感站水位自8月12日12时开始上涨(起涨水位24.60 m),13日6时05分超设防水位,13日13时35分超警戒水位,14日0时45分到达洪峰水位27.90 m,超警戒0.40 m,14日23时20分退出警戒,16日2时35分退出设防。本次洪水过程中,孝感站水位涨幅达3.29 m,超警戒34 h,超设防68 h。

(2)府河:卧龙潭站自11日22时开始上涨(起涨水位22.39 m),13日10时30分超设防水位,13日16时30分超警戒水位,14日1时50分到达洪峰水位27.23 m,超警戒0.23 m;于14日19时30分退出警戒,15日10时15分退出设防。本次洪水过程中,卧龙潭站水位涨幅达4.84 m,超警戒27 h,超设防47 h。安陆解放山水库8月12日7时下泄流量343 m3/s,10时增至614 m3/s,11时增至944 m3/s,14时之后按2 000~3 000 m3/s持续下泄27 h,直至13日17时,其间最大下泄流量3 200 m3/s(13日3时)。

2.3   雨、洪特点

(1)降雨特点:①降雨空间分布不均,2021年8月,孝感各县市区月降雨量为孝南321.2 mm、云梦270.4 mm、安陆254.9 mm、应城241.7 mm、汉川216.5 mm、大悟207.3 mm、孝昌198.4 mm,降雨量孝南最多、孝昌最少;②降雨量偏多,全市8月平均降雨量237 mm,较历年同期偏多1倍。③暴雨集中且强度大,据统计,最大3 h降雨量为174.5 mm,孝感历史极值第4位、最大6 h降雨量为217 mm,居历史极值第10位,均出现在云梦县伍洛站。

(2)洪水特点:呈现涨势猛、涨幅大、峰高、量大特征。隔蒲潭站水位自8月11日20时开始上涨(起涨水位23.88 m),13日0时10分超设防水位,13日5时5分超警戒水位,13日15时5分到达洪峰水位31.36 m,超警戒0.86 m,实测洪峰流量2 900 m3/s,居历史第7位;14日7时40分退出警戒,14日22时5分退出设防。本次洪水过程中,隔蒲潭站水位涨幅达7.48 m,超警戒26 h,超设防46 h。

3   成因分析

3.1  水文气象因素

(1)降水年内分配不均。2021年5—9月,孝感市降水量占年降水量的70%左右;其中全市平均梅雨量180 mm,较常年梅雨量(273 mm)偏少34.1%,梅雨期持续25 d,较常年偏少2 d,于6月16日入梅,7月10日出梅。

(2)降水时空分布不均。2021年汛期(5月1日至10月15日),全市累计平均降雨量837 mm,较历年同期(744 mm)偏多12.5%;最大1 h降雨量99 mm,居孝感历史极值第5,出现在云梦县伍洛桥站;最大3 h降雨量为174.5 mm,居历史极值第4位,出现在云梦县伍洛站。

(3)降雨地域分布不均。降雨量分布大致由东南向西北递减[4],境内南部与北部多年平均降水量相差244 mm。孝感各县市区汛期累计降水量:大悟952 mm、孝南889 mm、孝昌862 mm、云梦827 mm、安陆821 mm、应城774 mm、汉川708 mm,其中降水量大悟最多、汉川最少,与历年同期比较,孝南偏多29%,大悟偏多24%,孝昌、云梦、应城、安陆均偏多10%左右,汉川偏少6%。

3.2  自然地理因素

孝感市位于湖北省東北中部,地处桐柏山、大别山之南,长江以北、汉江以东,地势北高南低,由大别山、桐柏山向江汉平原过渡呈坡状地貌;大体上一成低山、三成平原、六成丘陵。府澴河孝感段处于流域下游,地势低平且北高南低,受流域上游来水及长江、汉江高水位顶托影响,造成府澴河洪水渲泄不畅,易形成外洪内涝的不利局面。

3.3  城市防洪排涝能力因素

孝感平原地区排涝工程设施主要由水闸和泵站组成,当自排受阻时,由泵站提排减灾。现有排涝泵站有大型(单机800 kW以上)泵站有汉川一、汉川二站、野猪湖、云梦等11座49台套,中型(单机155 kW以上)排涝站53处254台套。

现有排涝设施主要存在的问题:①排涝标准不高;②设施老化损毁严重,病险故障多,备品备件缺乏;③配套工程不够完善;④工程效率大幅衰减,排涝泵站大多始建于20世纪60~70年代,装置效率大多数在30%~40%之间,远低于部颁标准。

4   结语与建议

(1)2021年汛期,府澴河流域发生多轮强降雨,流域平均降水量683 mm,比多年同期略偏多。“2021·8”暴雨发生在随县南部以柳林镇为中心的700余km2的区域,大于400 mm的降雨笼罩面积51.79 km2,占柳林镇面积的26.3%,面平均降雨量434.4 mm。府澴河孝感区域云梦县伍洛站出现最大3 h降雨量174.5 mm,居孝感历史极值第4位。

(2)受流域强降雨和上游来水影响,府澴河水位持续上涨,隔蒲潭、孝感、卧龙潭等站点先后超警戒水位,导致防汛压力倍增。其中,8月13日,府河隔蒲潭站水位出现最高洪峰水位31.36 m(超警戒0.86 m),实测洪峰流量2 900 m3/s(居历史第7位),涨幅达7.48 m,安陆解放山水库出现最大下泄流量3 200 m3/s。

(3)工程措施建议。①加强干堤险工险段防护加固、子堤达标建设、渠道疏浚、薄弱涵闸泵站升级改造;②兴修水利工程,改变洪水的自然状况(如调整蓄洪量、滞洪能力等);③升级城市排水管网系统,雨污分流,提升泵站抽排能力,强化应急管理,不断减少外洪内涝灾害损失;④实施湖库科学拦洪,进行削峰错峰,降低中小河流山洪威胁;⑤科学规划设计并推进海绵城市建设。

(4)非工程措施建议。①结合水文气象中长期预测,加强洪水资源利用,为后期抗旱预留足够水源;②建立健全洪水预警系统和灾情对策信息系统,强化洪水的监测与预测预报,不断完善防汛应急预案,保证抗灾救灾工作高效无误;③正确选择并管理分蓄洪区、湖库,不断完善调洪预案;④加强对社会公众的宣教,增强防灾减灾意识。

参考文献:

[1]夏苹应,张峰.孝感城市防洪与减灾对策研究[J].科技创新导报,2014(15):21-22.

[2]周小芳,黄文新.孝感市雨洪资源开发利用浅析[J].科技展望,2016(33):287.

[3]常景坤,邓秋良,彭习渊.受上游水库群影响的设计洪水分析研究[J].中国水运,2014,14(11):240-241.

[4]周小芳,郑文.孝感市洪涝灾害成因及对策浅析[J].大科技,2016(30):266-268.

Brief Analysis on “2021·8” Flood of Xiaogan Segment of Fuhuan River

Liu Zhiwen1,Wang Qing2,Wang Tao2,Zhang Hu2,Wu Tingting2,Tan Xin2

(1. Wuhan Hydrology and Water Resources Survey Bureau,Wuhan 430070,China;2. Xiaogan Hydrology and Water Resources Survey Bureau,Xiaogan 432000,China)

Abstract:In August 2021,a flood which exceeds warning level occurred in Xiaogan segment of Fuhuan River,and the flood situation was severe. Based on the hydrologic characteristics of rain and water conditions in Xiaogan segment of Fuhuan River,the cause of the flood is briefly analyzed. The results show that the “2021·8” flood appeared in Xiaogan segment of Fuhuan River due to the influence of heavy rainfall,upstream water inflow,geographical factors and inadequate flood control and drainage capacity. Some suggestions on engineering and non-engineering measures are put forward so as to provide reference for flood control decision of Fuhuan River.

Key words:Fuhuan River;torrential rain;flood;hydrological statistics;cause analysis;rainfall;Xiaogan

收稿日期:2022-02-23

作者简介:刘志文,男,高级工程师,硕士,研究方向为水文情报预报、水文勘测。E-mail:290988084@qq.com

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