范清宏
廣東省水文局梅州水文分局,廣東 梅州 514071
豐良河“10.9”暴雨洪水淺析
——探討中小流域山洪預測預警
范清宏
廣東省水文局梅州水文分局,廣東 梅州 514071
受熱帶風暴“獅子山”云氣影響,2010年9月2日至5日,梅州市大部分地區降了大到暴雨,局部特大暴雨,其中暴雨中心在豐順縣,降雨造成豐順縣部分地區山洪暴發,蔗溪、豐良河、虎局河等中小河流洪水泛濫成災,其中豐良河棠荊水文站出現歷史較高洪水位8.42m,相應流量1270 m3/s;洪水重現期超過10年一遇,為實測歷年第5大洪水。本文通過對豐良河“10.9”暴雨洪水進行分析,探討中小流域山洪預測預警,為確保人民群眾生命財產安全,減少山洪災損失提供有力保障。
豐良河;“10.9”暴雨洪水;中小流域;山洪預測
梅州市地處山區,地形復雜,重巒疊嶂,北高南低,河溪眾多,縱橫交錯,降雨時空分布不均,河溪的比降大,瀕臨南海和東太平洋,因而經常受前汛期鋒面雨和后汛期臺風(熱帶風暴)雨引起暴發的時間短、沖擊力大、破壞性強的山洪襲擊。而且隨著山丘區經濟的發展和社會的進步,中小流域洪水災害造成的危害愈來愈嚴重,損失也愈來愈大。中小河流的防汛減災是目前政府關心和需要解決的重要問題之一。“10.9”暴雨洪水給豐良河中下游造成山洪暴發,洪水泛濫成災;本文根據河流特性,降雨成因,雨量頻率,洪水特點等進行分析探討,為今后做好中小流域暴雨洪災的預測預報提供參巧。
豐良河是韓江一級支流,發源于興寧市鐵牛牯,于青溪流入豐順境內,于黃金望樓匯白溪,于高園匯龍溪,流經廣洋,在站口匯入韓江。流域集水面積899km2,河長75km,平均坡降0.286%。流域內的白溪和龍溪兩條支流的集水面積超過100km2;在下游廣洋、站口河段兩岸,土地低洼、加上受韓江頂托影響,常遭洪澇災害威脅。目前流域內設有上圍等11個雨量站點和棠荊等1個水文站;棠荊站設于豐順縣豐良鎮,集水面積267km2,源頭至棠荊站測驗斷面長33km。
201 0年第6號熱帶風暴“獅子山”于2010年8月29日02時在南海北部海面上生成。從8月29日在南海中部生成,到2日在福建漳浦登陸,“獅子山”帶著8次強弱反復變化和10次方向變換的記錄,在中國南海海面上扭出一條長長的“S”蛇形路徑。登陸后,從福建進入廣東,自東向西橫穿廣東東北部;9月2日12時,熱帶風暴“獅子山”進入梅州市豐順縣境內,自東南向西北移動,沿途帶來狂風暴雨。
受熱帶風暴“獅子山”云氣影響,豐良河流域從9月2日開始降雨,至5日降雨基本結束,前后降雨歷時3天,降雨時空分布主要集中在2日8時至4日8時,其中2日8時至3日8時,降雨強度較大;從降水量等值線圖可看出,暴雨中心在豐良河中上游,其中上圍、建橋、青潭、棠荊等站降雨量較大。根據雨量頻率分析,6小時最大降雨量頻率達5~10年一遇,流域平均面雨量為129 mm,其中上圍、黃金、銅峰等站雨量頻率達10年一遇;24小時最大降雨量頻率達5~20年一遇,流域平均面雨量為249 mm, 其中上圍、建橋、棠荊等站雨量頻率達20年一遇;三天最大降雨量頻率達5~20年一遇,流域平均面雨量為311mm;其中建橋、棠荊站雨量頻率達20年一遇暴雨;綜上分析,棠荊水文站測驗斷面以上的雨量頻率超10年一遇。詳見表1。

表1 豐良河“10.9”暴雨洪水——雨情分析表
由于暴雨強度大,雨量集中,造成豐順縣部分地區山洪暴發,蔗溪、豐良河、虎局河、榕江北河等中小河流水位急劇上漲,洪水泛濫成災,其中豐良河棠荊水文站出現最高洪水位8.42m,相應流量1270m3/s;洪水重現期超過10年一遇,實測歷年第5大洪水,起漲至洪峰水位變幅為5.75 m;由于降雨時空分布不均,本場洪水出現多復峰現象,給預測預報洪水帶來一定困難,從表2和圖1可見,本場洪水具有漲落快和漲幅大的洪水特點。

表2 “10.9”洪水水情分析表

圖1 豐良河“10.9”洪水——棠荊水文站水位過程線圖
通過豐良河“10.9”暴雨洪水分析,我們可以清楚地看到暴雨中心位置,暴雨發生強度以及對應的洪水變化過程;為了在洪水到來之前做好一切防御措施,我們必須提前分析暴雨洪水的級別和出現時間,即做好山洪預測預警;由于中小流域具有坡降大匯流時間短的特點,因此,必須及時分析,把握好預見期。現以豐良河“10.9”暴雨洪水為例對中小流域山洪預測預警進行探討。

表3 棠荊站暴雨頻率表

表4 棠荊站各級頻率洪峰流量設計值及相應水位
棠荊站設于豐順縣豐良鎮,集水面積267km2,源頭至棠荊站測驗斷面長33km,根據歷史資料分析,降雨平均匯流時間為3至4小時,從“10.9”暴雨洪水的時段降雨和洪水過程分析可以得到驗證,可見中小流域的洪水預見期是非常短的;我們可以根據流域特性分析出各流域的匯流時間。
首先選取有歷史資料的代表站點,進行暴雨洪水頻率分析,得出相應暴雨洪水頻率級別,對于沒有歷史資料的站點,采用相鄰站點進行相近比較的辦法插入選取,最后得出流域內各監測點的相應暴雨洪水頻率級別;以棠荊站為例分析出該站的各級頻率暴雨和各級頻率洪峰流量設計值及相應水位,詳見表3和表4。
由于中小流域山洪災害有預見期短救援困難等特點,因此,在防御山洪災害時,必須及時分析,做好山洪預測預警。山洪預測就是在山洪沒有到來之前分析出山洪的大小和級別,為三防和政府部門及早做好防汛決策,及時做好防御山洪災害措施,把山洪災害損失減少到最小;目前,洪水預報的方法有很多,但適合中小流域的洪水預測方法主要有中國洪水預報系統和單位線方法兩種;利用中國洪水預報系統,主要考慮參數的率定和修正;單位線法,采用《廣東省暴雨徑流查算圖表》根據各站點的流域特性,進行查算;從“10.9”洪水棠荊站的洪水預報可知,得出的預報結果符合預報精度要求。由于各流域的地理條件不一樣,產生的預報參數也不同;在同一流域中,由于各場洪水的產生條件不同,其預報參數也會不一樣;因此,要做出準確的山洪預測數據是比較難的,為此必須在實踐中不斷總結經驗,分析出各中小流域切實可行的預測方案,為三防決策提供科學依據。山洪預警,本文認為在暴雨產生前或暴雨過程中根據天氣狀況及時分析做出山洪大小級別的判斷,從而及早做好防御準備,達到預警作用。為此,建議建立山洪監測預警系統。
氣候變化和極端天氣發生的可能性增加,導致洪澇、干旱、臺風和山洪等災害的發生頻率和影響程度都將加大,對人民生命和財產安全將構成了更加嚴重的影響。
本文以豐良河“10.9”洪水分析為契機,對中小流域山洪災害的防范和預測預警提出作者的觀點和建議進行探討。通過對該場洪水進行總結分析,驗證《廣東省徑流查算圖表》的基本假設“設計暴雨與設計洪水同頻率”在豐良河流域適用,可將該圖冊作出的各種單位線預報方案在梅州其它小流域河流進行推廣;同時中國洪水預報系統在棠荊站的應用,其預報結果符合預報精度要求,以上兩種方法可以同時開展,相互對比,提高預報精度,為山洪災害防治工作提供參考,達到防災減災的目的。
10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.005