托里縣春季突發(fā)性洪水調(diào)查分析

尚滋沅

（塔城水文勘測局新疆塔城834700）

托里縣春季突發(fā)性洪水調(diào)查分析

尚滋沅

（塔城水文勘測局新疆塔城834700）

本文根據(jù)托里縣氣象站降水、氣溫等資料，對極端天氣過程影響下的托里縣春季突發(fā)性洪水進(jìn)行了調(diào)查計算，分析了氣候與水資源的變化，最后提出了水利工程建設(shè)和防汛工作的建議及措施。

突發(fā)性洪水；調(diào)查；分析

1　概況

托里縣位于新疆準(zhǔn)噶爾盆地西北緣斷山區(qū)，東西分別與克拉瑪依市、裕民縣相鄰，南與烏蘇市、博爾塔拉蒙古自治州交界，西南約有20km邊境線與哈薩克斯坦接壤，北與額敏縣相望，東北與和布克賽爾蒙古自治縣相接，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)82°28′～85°20′、北緯44°58′～46° 24′之間，面積19696km2，為塔城地區(qū)土地面積較大的縣之一，草場資源和礦藏資源豐富。城區(qū)布置呈南北向，地勢走向南高北低，地面坡降大。由于本區(qū)域處在干旱地區(qū)，風(fēng)蝕作用強(qiáng)烈，氣候干燥，植被稀少，環(huán)境惡劣，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，氣候災(zāi)害類型繁多，其中以干旱、沙塵暴、干熱風(fēng)、暴雨、冰雹、低溫、霜凍、暴風(fēng)雪最為突出。［1］

2　突發(fā)性洪水成因分析

托里縣的洪水按成因可分為融雪型、降雨型和混合型三種。融雪型洪水發(fā)生春、夏季，完全受氣候的影響，春洪主要以中低山區(qū)積雪融化為主，洪水災(zāi)害為暴雨洪水，多發(fā)生在夏季，雨量集中，歷時不長，但來勢兇猛。由于南面地形自然坡降大，是洪水形成災(zāi)害的主要原因，威脅人民的生命財產(chǎn)安全。

造成春季突發(fā)性洪水的原因是冬季降雪量偏大，春季氣溫偏高，并且連續(xù)回升，又突然遇到較大的降水天氣過程，降水產(chǎn)生的強(qiáng)度也很大，再加上融雪型徑流，此類洪水則峰高量大，一般出現(xiàn)在3月底至5月初，對下游水工建筑物電站、水庫、灌渠、居民區(qū)等會產(chǎn)生一定的影響。

2.1降水

由于受大氣環(huán)流、地理緯度、地形等因素影響，氣候特點是冬季嚴(yán)寒而漫長，春季升溫不穩(wěn)定，夏季短促而涼爽，秋季降溫快。托里縣降水量年內(nèi)分配不均勻，季節(jié)和各月變化懸殊。根據(jù)托里縣氣象站資料統(tǒng)計，降水主要集中在盛夏初秋，連續(xù)最大4個月（5月～8月）降水量占年降水量的58.3%；冬季（12月～2月）為降水量最小的季節(jié)，僅占年降水量的9.3%。托里縣氣象站多年平均年降水量250.6mm，一次最大降水量為34.3mm。最大積雪深＞40cm，出現(xiàn)于1988年。春秋季老風(fēng)口以東地區(qū)易形成低壓槽，多大風(fēng)，多年平均風(fēng)速2.3m/s，瞬時最大風(fēng)速可達(dá)38m/s，大于或等于8級大風(fēng)日數(shù)年平均38天，多出現(xiàn)在4月～8月，一年之中，風(fēng)向以南風(fēng)、東南風(fēng)出現(xiàn)頻次最高，尤其是冬季。

統(tǒng)計托里縣氣象站1957年設(shè)站以來最大日降水量，5月份出現(xiàn)12次，6月份出現(xiàn)15次，7月份出現(xiàn)17次，8月份出現(xiàn)9次，9月份出現(xiàn)6次。一年中，7月份出現(xiàn)頻次最高，大暴雨又以氣溫較高的6月、7月份出現(xiàn)次數(shù)多，主要受流域地形、地貌，氣候及水汽輸送條件影響。月降水量柱狀圖見圖1。

近年來，極端天氣過程及異常氣候事件頻繁發(fā)生，降水異常偏多，積雪異常偏厚，2010年3月份，區(qū)域天氣過程更加頻繁，氣溫回升，降雨增多，3月16日～18日額敏縣氣象站降雨量12.8mm、托里縣氣象站降雨量6.4mm、裕民縣氣象站降雨量20.6mm。降雨對融雪的影響不僅在于它帶來的熱量，而且它能破壞積雪原來的固體結(jié)構(gòu)，引起積雪物理特性的變化（如孔隙擴(kuò)大），加速融雪過程。

2.2強(qiáng)寒潮天氣過程

2009年12月～2010年2月共發(fā)生4次寒潮天氣過程，特別是2010年1月25日2月2日，受西西伯利亞強(qiáng)冷空氣南下東移的影響，塔城地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)寒潮天氣過程，各地普遍出現(xiàn)了小量的降雪，裕民縣達(dá)大量，塔城盆地四縣（市）出現(xiàn)1～2小時短時降水；同時各地普遍出現(xiàn)5級左右偏西風(fēng)，額敏、裕民、托里出現(xiàn)大風(fēng)，瞬間極大風(fēng)速24.2m/s；23日夜間開始各地相繼轉(zhuǎn)晴，氣溫急劇下降，各站最低氣溫均降至-20℃以下，其中塔城、額敏、托里最低氣溫達(dá)-27.4℃、-26.0℃、-24.8℃，24小時最低氣溫分別下降20多度。24日夜間至25日白天塔城各地再次遭受降雪天氣襲擊，塔城盆地普降小雪，其中塔城市達(dá)中量，同時各地普遍出現(xiàn)5級左右偏西風(fēng)，風(fēng)口地區(qū)出現(xiàn)8～9級偏西風(fēng)，瑪依塔斯風(fēng)口受風(fēng)力影響封鎖交通；降雪天氣導(dǎo)致盆地積雪深度驟增，盆地四縣市除托里積雪深度為14cm外，其余各站均在25cm以上，其中塔城測站積雪深度39cm，氣溫降至-21℃度。連續(xù)的強(qiáng)降溫、降雪，使塔城地區(qū)的積雪深度迅速增加，主要冬牧場平均積雪厚度達(dá)26cm左右，部分牧場達(dá)20cm～50cm，最深處達(dá)70cm，牲畜無法外出覓食，造成區(qū)域出現(xiàn)白災(zāi)，損失較重。

圖1　托里縣氣象站月降水量分配柱狀圖

2.3強(qiáng)降雪天氣過程

由于受北方南下冷空氣和西南暖濕氣流的共同影響，2010年1月21日～24日，塔城地區(qū)出現(xiàn)大范圍的降雪天氣，降雪主要集中在塔城盆地，其中：塔城、額敏、裕民、托里降水量分別為45.9mm、46.8mm、46.4mm、34.3mm，均突破50年來1月份降水量的極值，強(qiáng)降雪使得塔城盆地積雪深度猛增，山區(qū)積雪厚度在100cm以上，最大積雪深度為近50年來的第二位。

截止2月底，塔城北部前山區(qū)冬季穩(wěn)定積雪偏大于去年同期及歷年均值。塔城市平原調(diào)查點冬季穩(wěn)定積雪偏大于去年同期及歷年均值一倍以上，見表1。穩(wěn)定凍土層厚度平均80cm，偏厚于去年同期及歷年均值。實測積雪密度平均0.24g/cm3，積雪密度偏大于去年同期值，接近歷年均值。

2.4氣溫

據(jù)托里縣氣象站資料統(tǒng)計，托里縣年平均氣溫為5.3℃，歷年最低氣溫-36.6℃，歷年最高氣溫40.2℃，最大日溫差27.1℃，氣溫日、年較差大；實測最大凍土深1.54m；無霜凍日數(shù)140天，終霜期最早為4月上旬，最晚在5月底。

全年最多風(fēng)向為南風(fēng)，山區(qū)盛行東南風(fēng)。著名的老風(fēng)口風(fēng)速較大，風(fēng)口風(fēng)力≥12級。形成這種地方性大風(fēng)的原因主要是特定地形和大氣環(huán)流共同作用所致。多年月平均最大風(fēng)速10.1m/s，歷年瞬時最大風(fēng)速38.0m/s。詳見表2。

2010年3月份，氣溫明顯回升，3月15日～17日塔城盆地出現(xiàn)明顯升溫過程，額敏縣17日最高氣溫達(dá)13.9℃，托里縣17日最高氣溫9.4℃，裕民縣17日最高氣溫12.7℃。隨著氣溫急劇回升并受降水影響，造成積雪迅速融化，加上地表土層尚未解凍，地面與積雪之間形成冰水夾層，融雪水迅速形成坡面匯流。積雪密度的變化主要受影響的因素是由輻射而引起的熱量變化，這是融雪的重要原因。

表1　塔城市平原區(qū)調(diào)查點積雪情況對比分析表

表2　托里縣氣象站氣象要素統(tǒng)計表單位：℃

3　調(diào)查資料推算洪峰流量

洪水調(diào)查位于托里縣阿合別斗鄉(xiāng)新林村，洪溝穿過新林村；鐵斯巴汗水庫上游約3km處；庫甫水庫壩址上游S318省道大橋處。此次洪水帶有融雪加冰蓋沖擊鄉(xiāng)場后，繼續(xù)匯流沖擊縣城，受災(zāi)面積大。計算成果見表3。

（1）比降法［2］

在勻直河段上，若各個斷面的過水面積變化不大，可以忽略各斷面流速水頭的變化，則可將水面比降代入曼寧公式計算：

（2）比降-面積法［3］

當(dāng)水流情勢為恒定流時，洪峰流量計算公式如下：

表3　托里縣洪水調(diào)查計算成果表

4　結(jié)語

此次托里縣的洪水是由特殊的氣象、地形、地貌條件下產(chǎn)生的。通過對暴雨洪水的調(diào)查計算，提出以下看法：分析暴雨洪水時應(yīng)考慮氣候條件及暴雨特征對產(chǎn)流的影響，下墊面條件是影響產(chǎn)流的主要原因。這場突發(fā)性的洪水，給當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅和重大損失。從當(dāng)前情況看，這場災(zāi)害是無法抗拒的，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，基礎(chǔ)薄弱、預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警設(shè)施差，是目前迫切需要解決的問題。水利工程建設(shè)既要重視引水灌溉，也要重視行洪，要統(tǒng)籌兼顧。陜西水利

［1］托里縣志（新疆地方志.2003）.

［2］水利電力部水利司.《水文測驗手冊》〔M〕.北京：水利電力出版社.1973.

［3］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50179-93《河流流量測驗規(guī)范》〔M〕.北京：中國計劃出版社.1993.

（責(zé)任編輯：唐紅云）

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