淺析2013年“6·21”褒河暴雨洪水預報及應用體會

◎ 雷丹玲

1 褒河流域自然地理概況

褒河發源于秦嶺南麓，河源有東西二支，東支發源于太白縣西南部太白山以北的靈湫，西支發源于鳳縣代王上的秦嶺南麓玉皇山，二源平行南流于漢中市留壩縣的江西營匯合向南，經姜窩子、馬道驛于石門出峽，在距漢中市城區18km處龍江鎮南匯入漢江，是漢江上游左岸較大支流之一。褒河主河全長198km，平均比降5.53‰，流域面積3908km2,主要支流有西河、紅巖河、太白河、北棧河等，流域呈上寬下窄的羽毛狀。其地勢由東北向西南逐步降低，北西部較高，海拔高度在2000m～2500m，西部玉皇山海拔2519m，東南部較低。河谷間平均高程留壩以下約500m左右，留壩以上約1000m左右。褒河地處中高山區，耕地較少，草木茂盛，植被良好，流域植被率約70%。流域內設有2處水文站，19處雨量站。流域水系情況見圖1。

2 流域暴雨洪水特性

褒河流域徑流的補給主要是降水，洪水由暴雨形成，流域狹長屬山溪性河流。褒河流域橫跨寶雞、漢中2個地區，流域地處秦嶺南麓，屬亞熱帶氣候，夏季炎熱，冬季微寒。多年平均氣溫14.4℃，雨量較為充沛，多年平均降雨量900mm，多年平均蒸發量977.5mm。降雨主要由西南季風和太平洋副熱帶高壓進退形成，流域降雨中心有2個，一個是由兩支源頭在秦嶺山脈間向南穿行的流域地形，海拔高程在2500m～1000m之間，南流至漢中市留壩縣的江口鎮江西營村匯合，江口水文站位于此處,流域面積2501km2，占整個流域面積的64%，多年平均降雨量750mm；另一個是由南經馬道驛于石門出峽匯入漢江，這段流域海拔高程在1000m～500m之間，位于秦嶺南麓的峽谷山地，形成新的降雨區域，這段流域面積1407km2，占整個流域面積的36%。馬道水文站設在褒河石門水庫上游10km處，流域面積 3415km2，占整個流域面積的87.4%，多年平均降雨量850mm。

經分析降水量多集中在7月～9月，占年降雨量的50%以上，除個別年份外，年最大流量大多發生在7月～9月。

根據江口、馬道水文站多年水文資料分析，馬道站的洪水過程有60%～80%是由江口站以上流域洪水過程形成，洪水具有陡漲陡落的特點，洪水歷時2天～5天，一般情況為3天左右。一次洪水過程基本有兩種類型：（1）降雨強度大歷時短，洪水多呈峰高、量小、尖瘦的單峰型；（2）降雨強度小歷時長，洪水多呈峰小、量大、肥胖的復式峰型。

3 “6·21”褒河暴雨洪水預報

3.1 暴雨特點

本次強降雨過程從6月19日8時至21日8時結束，歷時2天。經分析統計：褒河流域累計降雨量在35mm～298mm之間，時空分布極為不均。褒河流域內從江口水文站以上流域普遍為小到中雨，以下流域出現了暴雨至大暴雨。此次暴雨主要集中在19日20時至20日8時和20日20時至21日8時兩個階段。

第一階段19日20時至20日8時流域降雨量，出現1小時最大暴雨量為南河雨量站，降雨量為48.2mm，6小時最大降雨量桑園鋪雨量站，雨量為99.2mm，最大12小時降雨量在南河雨量站，雨量為99.8mm。

第二階段20日20時至21日8時流域再次遭遇局地暴雨到大暴雨，1小時最大暴雨量為核桃壩雨量站，降雨量為44mm，6小時最大降雨量南河雨量站，雨量為158.6mm，最大12小時降雨量在南河雨量站，雨量為196.4mm。

兩個階段降雨過程有8個雨量站30次1小時降雨量達到20mm以上，南河站有7次，還連續5小時暴雨，每小時暴雨量均大于20mm，南河雨量站兩個階段降水量分別為92.6和196.4mm，合計289.0mm,占該站次降水量的96.8%。1小時降水量過程柱狀圖見圖2。

圖2 留壩縣南河站1h排水暨柱狀圖

圖3 6月19日8時至21日8時累計降雨量等值線圖

圖4 褒河馬道水文站和江口水文站“6·21”洪水過程線圖

有14站日降雨量超過100mm，48小時累計降雨量，最大依次為：留壩縣南河站298.6mm、上南河站232mm，桃園鋪206.4mm、留侯站201mm。累計降雨量等值線圖見下圖3。

這次暴雨特點是：一是發生時間早（褒河流域一般暴雨多發生在7、8月）；二是強度大，歷時短長；三是分布不均，籠罩面積小，且集中在褒河流域的中下游,實屬歷史罕見。

3.2 洪水特點

受強降雨影響，褒河江口水文站6月20日20時洪水起漲流量45.2m3/s，21日8時出現最大流量355m3/s。馬道站20日20時洪水起漲流量85.4m3/s，21日5時出現超警戒洪峰流量1730m3/s（警戒流量1000m3/s），超警戒時間達12小時。洪水過程見圖4。

經分析：6月20日8時至23日8時時段的洪量統計，江口站洪水總量38.33百萬m3，馬道站洪水總量117.94百萬m3。此次褒河洪水主要來源為江口至馬道區間，占洪水總量的67.5%。

這次褒河洪水特點：一是出現時間早，馬道站自1979年設站以來，大于1000m3/s以上的超警戒洪水，均發生在7、8、9三個月。二是量級比較大，馬道站洪峰流量為10年一遇洪水，位列1979年設站以來實測第6位。三是洪水主要來源于江口以下區間流域，江口站洪峰流量355m3/s，僅占馬道站1730m3/s的20.5%。

3.3 石門水庫調度概況

6月20日8時洪水入庫前，石門水庫入庫流量14.3m3/s，出庫流量33.4 m3/s，庫水位611.66m，低于汛限水位6.34m，蓄水量41.54×107m3。21日1時，入庫流量707m3/s，此時開啟底孔口泄洪102m3/s，21日3時，入庫流量達到1580 m3/s，開啟1大泄洪孔和1底孔泄洪，泄洪流量980m3/s。21日4時，開啟2大泄洪孔和1底孔泄洪，泄洪流量1640m3/s。21日6時30分水庫出現最高庫水位618.17m，超汛限水位0.17m，最大蓄水量6.11×107m3，此時開啟3個大泄洪孔和1底孔泄洪，最大泄洪流量2700m3/s。經石門水庫出庫流量反推計算石門水庫壩址最大入庫的洪水流量為1930m3/s，與出庫最大泄洪流量2700m3/s相比，增大泄洪流量770m3/s。

本次水庫調度，出庫最大流量比入庫最大流量增大770m3/s，致使漢江干流漢中水文站21日9時30分出現2800m3/s的洪峰流量。

3.4 褒河暴雨洪水預警預報

本次褒河流域暴雨洪水過程中，發布正式洪水預報1次，精度評定為優；制作水情預警預報3期。根據上游的降雨信息，首先發布了褒河留壩縣城區洪水預警預報，石門水庫風景區洪水預警預報，馬道水文站正式洪水預報等。

6月21日1時根據褒河以上區間火燒店、上南河、東溝、馬道站等降雨量，預測褒河馬道水文站在未來6時內將出現1300m3/s～1500m3/s洪水過程（馬道水文站警戒流量：1000m3/s,保證流量 3000m3/s）。

根據馬道水文站預報流量，預測石門水庫（風景區）在未來7時內出現1500m3/s～1700m3/s洪水入庫流量。

6月21日2時30分發布褒河馬道水文站控制斷面洪水預報，根據6月21日2時馬道站以上流域降雨量信息，預報褒河馬道水文站6月21日6時前后將出現1900m3/s洪峰流量。

石門水庫預警預報：21日1時預測未來7小時石門水庫入庫流量1500m3/s～1700m3/s，實際21日4時石門水庫入庫出現流量1640m3/s，入庫預報準確率97.6%。

馬道水文站正式洪水預報：預報褒河馬道站6時前后將出現1900m3/s的超警戒洪峰流量,實際21日5時出現1730m3/s超警戒洪峰，預報準確率達91.1%。及時準確的水雨情信息和洪水水情預警預報為防汛指揮及水庫調度提供了科學依據。

4 褒河暴雨洪水預警預報體會

4.1 關注實時天氣情況

洪水預報預警操作人員應在汛期隨時關注預報區域的天氣預報，學會看衛星氣象云圖和氣象雷達衛星拼圖，學習氣象科普知識，了解可見光、紅外線、水汽衛星云圖的基本原理，可見光云圖與紅外線云圖的比較，識別云圖的基本判斷，結構、范圍、邊界、色調、紋理、暗影，熟悉了解幾種云如卷狀云、積雨云、中云、積云、濃積云、低云等這些云在衛星云圖上的識別，了解天氣系統的變化。在區域天氣預報有重要天氣狀況下，應及時打開網上的氣象衛星云圖，觀察衛星云圖上云的分布形狀和籠罩面積狀況等，結合氣象雷達拼圖，了解降雨的降落區域和降雨量信息，掌握降雨的未來發展趨勢，為做好洪水預警預報做好前期基礎準備工作。

6月19日16時30分鐘，陜西氣象局發布重要天氣報告，受冷空氣和副熱帶高壓外圍的暖濕氣流共同影響，預計19日晚到22日，全省有一次明顯的降雨天氣過程，主要降雨時段在20日至22日，降雨量分布不均等等，陜南西部部分地區有暴雨,降雨量陜南西部30mm～50mm，局地可達50mm～70mm。經過省防汛抗旱總指揮部組織省級防汛抗旱專家組6月19日18時會商分析認為：主要降雨時段在20日～21日，陜南西部部分地區有暴雨，強降雨區可能涉及留壩、城固、略陽、勉縣、南鄭、寧強等縣區，降雨量50mm～70mm之間。

根據氣象預報和省防總的汛情會商，我們及時打開衛星云圖和區域雷達拼圖，隨時關注天氣變化。衛星云圖一般是30分更新一次，而區域雷達拼圖是5分鐘更新一次，并有氣象公布的降雨量排序1小時和24小時的最大降雨量。

4.2 熟悉流域概況和雨水情實時信息

洪水預報人員不但要掌握流域天氣系統的變化，熟悉全流域的流域概況，流域下墊面和植被情況，還要了解流域水利工程情況，掌握流域降雨量站點的布設和基本情況，特別是對流域內發生的典型暴雨洪水，要及時進行分析研究，弄清流域內暴雨洪水的特點和匯流規律。為流域洪水預報做好準備。及時收集流域內各區間的降雨實時信息，了解流域內前期降雨情況和河道水情情況及水情變化趨勢，并全面掌握實時水雨情信息，為洪水預警預報提前做好準備，以做到有備無患，即使在遭到特大暴雨洪水襲擊的情況下，也能及時做出洪水預報預警。

4.3 通過預報經驗提高預報精度

水情預報人員要認真鉆研洪水預報的基礎知識，熟悉掌握河流在的洪水預報方案，了解洪水預報流程。褒河石門水庫預報方案，是用馬道水文站的洪水流量和流域內的降雨資料，進行分析計算，用降雨徑流法進行洪水預報。在做洪水預報時，一般情況是通過計算機系統進行前期降雨量的計算，再經人工修改參數，機器系統計算預報數據，再由預報員根據當時的實際降雨區間和實時的降雨量，進行數據上人工調整。或人工直接收集雨量站的降雨資料，用預報方案進行人工計算預報數據，再與計算機計算預報數據比對，力求對外發布的正式預報與實際數值相符，提高預報精度。

4.4 提高預報預見期

目前洪水預警預報只有在降雨落地之后，才能根據流域降雨量的時空分布信息，制作洪水預警預報，但由于褒河流域山高坡陡，產匯流預見期短，發布預警預報后，實施防范措施時，應對時間緊迫。建議在有氣象部門的“暴雨信息”時，通過氣象部門的暴雨量級，再結合洪水預警方案，初步制作洪水預警預報，為當地防汛部門提供應對準備參考。當區域降雨發生后，再實施洪水預報方案，發布正式洪水預報，為洪水預報增長預見期。

4.5 通過會商提高預報水平

今年水情科在制作洪水預警預報時，主動與報汛站的水情值班人員溝通，了解報汛站的實時雨水情信息，使水情預報人員對未來降雨強度、區域、范圍和河道水情趨勢等有一個全面的了解。同時與省水情處水情預報員多次進行預報會商，三方異地的多次會商，為提高預報精度提供了有力的保障。

5 結語

加強褒河暴雨洪水特性分析研究，增強對褒河流域暴雨洪水形成的認識，加強對石門水庫的協調和溝通，有利于提高石門水庫洪水預報的精度，有利于漢中市漢江干流平川段的錯峰調度，避免褒河洪峰與漢江干流洪水在漢江平川段疊加，減輕漢中市城區及下游沿江兩岸城鎮洪水災害。提前做出石門水庫入庫洪水預報，合理地進行洪水調度，提高預見期；處理好防洪和興利的矛盾，為石門水庫合理開發水資源利用，防洪、發電、養殖、灌溉，為防汛減災提供科學依據。陜西水利