長沙市圭塘河2020 年“6.9”洪水總結與思考

陳 芳

（長沙水文水資源勘測中心，湖南 長沙 410014）

隨著國家經濟技術的發展，城市防洪已全面形成了以工程措施為主，非工程措施為輔的完整防洪體系。近幾年來，受全球氣候變化的影響，極端天氣頻發，大規模的城市建設帶來的熱島效應，使得城市暴雨頻發，洪澇災害嚴重。在這種形式下，水文預報技術作為重要的非工程防洪措施，在提升城市防洪能力以及保障人民群眾生活、生產安全方面發揮著非常重要的作用。

1 流域概況

圭塘河發源于雨花區跳馬鎮鴨巢沖水庫，南北貫穿雨花區全境，在雨花區黎托街道花橋匯入瀏陽河，河長28.27 km，流域面積125 km2，平均坡降2.7‰，多年平均徑流量為1.0 億m3。從發源地至洞井街道牛頭橋為上游，牛頭橋至鹽船山圭塘壩為中游，圭塘壩至花橋河口為下游。

圭塘河由于城市開發利用，河流水文特征發生了明顯變化，河道大部分被人為硬質化，部分河段河道較窄，河流的雨水調蓄能力不大。圭塘河補給水源主要來源于雨水、匯水、農田河塘庫派水、城市工業和生活污水，使其來水形成了多樣性。

圭塘河主要流經雨花區，下游左、右兩岸分別為長善垸和合豐垸，其中長善垸達到200 年一遇防洪標準，合豐垸達到100 年一遇防洪標準，這兩處堤垸以上均為岸線河段。圭塘河城區段河岸線設計防洪標準為100 年一遇，目前還有湘府路至時代陽光大道段長約2 km 河道岸線未達標。

2 “6.9”暴雨洪水過程及特點

2.1 暴雨過程

據長沙市氣象臺發布，此次降雨過程是由于長沙地區一直有很強的熱力不穩定和水汽條件，在局地邊界層觸發抬升條件后，就形成了極端的短時暴雨。此次降雨時段是集中在2020 年6 月9 日晚上，長沙城區（主要集中在天心區和雨花區）普降大雨，局部地區大到暴雨，流域平均降雨量達85.1 mm。圭塘河流域各代表雨量站雨量統計表見表1。

表1 圭塘河流域代表站降雨特征值統計表 mm

2.2 暴雨特點

1）暴雨歷時短。6 月9 日圭塘河流域降雨過程，主要集中在晚上21:00—23:00，歷時僅3 h。

2）暴雨強度大。根據表1 可以清楚看到，除圭塘河上游降雨較少外，其中、下游降雨過程都到了暴雨及特大暴雨程度，根據暴雨預警信號，此次暴雨過程達到了暴雨紅色預警。

3）降雨量大。6 月9 日，圭塘河流域平均降雨量為85.1 mm。流域上各代表雨量站，除上游嵩山站降雨量降水以外，其余站點累計日降雨量都超過100 mm。

2.3 洪水特點

6 月9 日，受強降雨影響（暴雨主要集中在長沙城區南部，涉及天心區和雨花區，以及長沙縣地區），瀏陽河支流圭塘河圭塘水文站水位從6 月9 日21 時30 分開始上漲，于9 日23 時10 分出現洪峰，洪峰水位38.18 m，水位在1.5 h 內上漲3.48 m。由于洪峰持續時間短，未實測到洪峰流量，但通過水力學方法并結合洪水調查資料，求得本次洪峰流量為238 m3/s。

這是圭塘站自建站以來第三大洪水過程。此次洪水過程主要有以下兩個方面的特點。圭塘河控制站圭塘站水位過程線圖見圖1。

圖1 柳葉湖景觀帶生態護岸設計圖

圖1 圭塘河圭塘站6 月9—10 日水位過程線圖

1）洪水起漲快且急。從暴雨開始，到最后洪峰出現僅歷時1.5 h。

2）洪峰持續時間短。從洪峰水位出現，隨著暴雨停止，水位就開始快速下退，至水位退至34.80 m，歷時16 h。

3 與“2019.6.21”和“2017.6.30”洪水過程對比分析

3.1 “2019.6.21”洪水過程

2019 年6 月21 日圭塘河圭塘站發生了較大洪水過程，水位從6 月21 日15 時開始快速上漲，并于20時30 分出現洪峰水位38.33 m，水位漲幅達3.8 m，隨后水位又開始快速下降，整個過程是陡漲陡落。圭塘河流域各代表雨量站雨量統計表見表2。

表2 圭塘河流域代表站降雨特征值統計表 mm

3.2 “2017.6.30”洪水過程

2017 年6 月30 日圭塘河圭塘站發生了建站以來最大一次洪水過程。通過洪水調查得到圭塘河圭塘站洪水水位為38.66 m，出現時間為7 月1 日13 時15分。本次降雨過程是從6 月22 日至7 月2 日，是長沙市遭遇的最大一次洪水過程，很多河流都出現了超歷史水位。而圭塘河流域的降雨過程主要集中在從6 月29 日至7 月2 日，圭塘河流域各代表雨量站雨量統計表見表3。

表3 圭塘河流域代表站降雨特征值統計表 mm

3.3 對比分析

三次暴雨洪水過程，都是經歷了快漲快落，2017年的洪水過程由于受瀏陽河洪水頂托影響造成退水歷時較長，而2019 年和2020 年的洪水過程基本上是和降雨同時進行的，歷時很短。三場洪水水位、降雨對比圖見圖2、圖3。

圖2 水位過程線圖

圖3 降雨過程柱狀圖

通過圖2、圖3 可以看出2019 年的洪水過程和2020 年的洪水過程很相似，基本上是隨著降雨過程同時進行的，并且是快漲快落。而2017 年的洪水過程，由于降雨持續時間較長，加之受瀏陽河洪水頂托影響，整個洪水過程持續時間較長，特別是退水持續時間長。

4 結 語

通過上述分析，圭塘河6 月9 日晚上發生的這場暴雨洪水過程具有降雨強度大、持續時間短、突發性強，洪水漲落急、洪水持續時間短、城市區域性災害嚴重等特點，而且，圭塘河由于其快速地城市化進程，導致其河道天然的自然結構喪失，取而代之的是平直而硬質的河道，在此情況下，河流本身的雨水調蓄能力就喪失了，這也是導致圭塘河洪水易發頻發的原因之一。另外，河道本身較窄，行洪面積小，造成了洪水水位高。

這種暴漲暴落的河流，對于水文測報工作的開展是有一定難度的。通過對比分析，如果再遭遇同樣的雨情時，應根據經驗分析判斷洪水過程，加強對突發性暴雨造成的城市內河洪水的分析與研究，提前預判，不斷提高洪水預報的時效性和精準性，更好地為防汛減災服務。