爛泥湖水系暴雨洪水特性及遭遇分析

廖小紅，羅 雷，王維俊，賀方舟，黎昔春

（湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南 長沙 410007）

1 水系及水文站網情況

爛泥湖水系位于洞庭湖十一個重點堤垸的爛泥湖垸內，位于湘資水尾閭，東臨湘水及其支流湘水西支，南接湘江一級支流溈水，西靠雪峰山麓的丘陵地帶，北隔資水干流及其東支毛角口河與長春垸、民主垸、湘濱南湖垸隔江相望。全垸東西寬約42 km，南北長約48 km，總集雨面積1 584 km2，其中丘陵區面積734.6 km2，平原區面積849.4 km2。爛泥湖垸及周邊現有水文（位）站有桃江、益陽、沙頭、楊堤、湘潭、湘陰等水文（位）站，氣象站主要有益陽、湘陰、寧鄉站。水系及水文氣象站網分布詳見圖1。

圖1 爛泥湖水系及水文氣象站網分布圖

2 降雨特性

根據益陽、湘陰、寧鄉站雨量資料，爛泥湖水系全年平均降雨量為1 451.7 mm，5 月降雨量最大，為202.2 mm，占年降雨量的13.9%，12 月降雨量最小，為48.5 mm，僅占年降雨量的3.3%。爛泥湖水系降雨主要集中在4—6 月，各月降雨量均占年降雨的10%以上，累計降雨接近年降雨總量的41.1%，見表1。

表1 爛泥湖水系月降雨量特征表

爛泥湖水系益陽、湘陰、寧鄉站不同時段暴雨（表2）可以看出，最大1 日暴雨大多出現在3—9 月，其中最多的是6 月，出現48 站次，占比27.1%，6—8 月出現113 站次，占比63.8%；最大3 日暴雨出現在3—11 月，其中出現最多的是6 月，出現47 站次，占比26.6%，5—7 月110 站次，占比62.1%；最大15 日暴雨出現在2—11 月，其中出現最多的6 月，出現46 站次，占比26.0%，4—6 月出現112 站次，占比63.3%。最大1、3 和15 日暴雨出現在6 月141 站次，占比26.6%，其次為5月，出現90 站次。寧鄉、益陽、湘陰站不同時段暴雨包含關系見表3，年最大1 日暴雨發生在年最大3 日暴雨之中的次數為105 次，占比59.3%；年最大1 日暴雨發生在年最大15 日暴雨之中的次數為95 次，占比53.7%；年最大3 日暴雨發生在年最大15 日暴雨之中的次數為123 次，占比69.5%，其中完全包含的次數為114 次，占比64.4%，過程包含的次數為9 次，占比5.1%。

表2 爛泥湖水系不同時段暴雨月分布情況統計表

表3 暴雨歷時長包短頻次統計

3 外河水位特性

根據水文資料統計分析，益陽、沙頭、楊堤、湘陰4 站的多年平均月均最高水位均出現在7 月，分別為31.95 m、31.74 m、31.16 m 和31.01 m，益陽站、沙頭站和楊堤站6 月次之，湘陰站8 月次之；益陽站年最高水位主要出現在6、7 月，計37 次，占62.7%；沙頭站年最高水位主要出現在6、7 月，計44次，占74.6%，其中7 月出現27 次，占45.8%；楊堤站年最高水位出現在7 月的次數最多，達31 次，占比52.5%；湘陰站年最高水位出現在7 月的次數最多，達35 次，占比59.3%，見表4。

表4 爛泥湖水系外河年最高水位月分布情況統計表

據歷年洪水資料統計分析，湘陰站和湘潭站18 年同步出現洪水,占比30.5%，湘陰站和楊柳潭站44 年同步出現洪水，占比74.6%，說明湘陰站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影響；益陽站和桃江站51年同步出現洪水，占比86.4%，益陽站和楊柳潭站13年同步出現洪水，占比22.0%，說明益陽站的洪水主要受資水洪水的影響；沙頭站和桃江站39 年同步出現洪水，占比66.1%，沙頭站和楊柳潭站26 年同步出現洪水，占比44.1%，說明沙頭站的洪水主要受資水洪水的影響；楊堤站和楊柳潭站40 年同步出現洪水，占比67.8%，說明楊堤站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影響。

4 雨洪遭遇分析

益陽站最大3 日暴雨和沙頭站最高3 日平均水位遭 遇 或 過 程 遭 遇 的 年 份 為1969，1977，1983，1994，1995，2009，2012，2013 和2017 年，占15.3%，且年最大3 日暴雨起始日均早于最高3 日水位起始日；其余年份益陽站出現最大3 日暴雨相應時段內的沙頭站3 日平均水位比當年最高3 日平均水位低0.60～6.30 m；外河沙頭站出現最高3 日平均水位時，益陽站只有30 年出現降雨，而且僅1983，1993，1994，2011，2013，2016，2017 年大于50.0 mm；益陽站出現最大3 日暴雨時外河沙頭站3 日平均水位為28.11～35.46 m、多年平均31.26 m，沙頭站3 日最高水位28.49～37.28 m、多年平均31.92 m。益陽站最大15 日暴雨和沙頭站最高15 日平均水位遭遇或過程遭遇的年份共計23 年，占39.0%，其中益陽站年最大15 日暴雨起始日早于沙頭站最高15 日水位起始日的占86.7%；其余年份益陽站出現最大15 日暴雨時段沙頭站15 日平均水位比年最高15日平均水位低0.5～5.3 m。沙頭站出現最高15 日平均水位時段，益陽站15 日累計降雨比最大15 日累計降雨低25.5～433.5 mm；益陽站出現最大15 日暴雨時沙頭站15 日平均水位28.64～35.00 m、多年平均31.12 m，15 日最高水位29.45～38.06 m、多年平均32.94 m。

湘陰站最大3 日暴雨和最高3 日平均水位遭遇或過程遭遇的年份為1987 年和2007 年，占比3.4%；其余年份出現最大3 日暴雨相應時段內的3 日平均水位比當年最高3 日平均水位低0.90～9.70 m；外河出現最高3 日平均水位時，只有19 年出現降雨，且僅1982 年（25.4 mm）、1987 年（138.9 mm）、1993 年（60.7 mm）降雨量大于20.0 mm；出現最大3 日暴雨時外河3 日平均水位22.24～34.30m、多年平均28.79m，3 日最高水位22.82～34.90 m、多年平均29.18 m。湘陰站最大15 日暴雨和外河最高15 日平均水位遭遇或過程遭遇的年份共11 年，占比18.6%，且年最大15 日暴雨起始日均早于最高15日水位起始日；其余年份出現最大15 日暴雨時段15日平均水位比年最高15 日平均水位低1.20～7.70 m。外河出現最高15 日平均水位時段15 日累計降雨比最大15 日累計降雨低46.3～366.2 mm；出現最大15 日暴雨時外河15 日平均水位24.83～34.06 m、多年平均29.02 m，15 日最高水位26.51～36.23 m、多年平均30.60 m。

5 結論與建議

爛泥湖水系最大1 日、3 日、15 日暴雨大多出現在6 月，分別占比27.1%、26.6%、26.0%。年最大1 日暴雨發生在年最大3 日暴雨之中（3 包1）的占比59.3%；年最大3 日暴雨發生在年最大15 日暴雨之中（15 包3）的次數為123 次，占比69.5%，其中完全包含的次數為114次，占比64.4%，過程包含的次數為9 次，占比5.1%。

爛泥湖水系益陽、沙頭、楊堤、湘陰等水文站的多年平均月均最高水位均出現在7 月；益陽站年最高水位主要出現在6、7 月；沙頭站年最高水位主要出現在7 月；楊堤站年最高水位主要出現在7 月；湘陰站年最高水位主要出現在7 月。湘陰站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影響, 益陽站的洪水主要受資水洪水的影響,沙頭站的洪水主要受資水洪水的影響, 楊堤站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影響。

益陽站最大3 日暴雨和沙頭站最高3 日平均水位遭遇或過程遭遇的年份占比15.3%；不遭遇年份益陽站出現最大3 日暴雨相應時段內的沙頭站3 日平均水位比當年最高3 日平均水位低0.60～6.30 m；沙頭站出現最高3 日平均水位時，益陽站只有30 年出現降雨，而且只有7 年同期的降雨量大于50.0 mm。益陽站最大15 日暴雨和沙頭站最高15 日平均水位遭遇或過程遭遇的年份占比39.0%；不出現遭遇年份益陽站出現最大15 日暴雨時段沙頭站15 日平均水位比年最高15 日平均水位低0.5～5.3 m。

爛泥湖水系外河水位變化特性既受湘、資水的影響，又和洞庭湖的水位變化密切相關，6—8 月外河一直處于高水位狀態，而同時期內本地區暴雨存在“長包短”現象，由于不同時段暴雨之間的包含關系，在短歷時暴雨前后，均有較長較大的暴雨過程，使土壤含水量接近飽和，產水量增加，使需要調蓄或外排的水量增加，致使本地區在現狀排澇條件下出現洪澇災害的幾率大大增加，2016 年、2017 年就出現了嚴重的洪澇災害。在分析研究爛泥湖水系暴雨洪水特性及遭遇的基礎上，對本區域的洪澇災害形成的機理及管控對策進行深入研究是非常必要的。