豐樂河“2018.08.20”暴雨洪水調查及分析

摘要 通過調查分析豐樂河“2018.08.20”暴雨洪水，暴雨中心雨量96.5 mm，暴雨歷時4 h；根據暴雨中心及外圍雨量站點同步降水資料繪制等雨量線顯示，20 mm以上暴雨量籠罩面積2 500 km2；分析計算暴雨的稀遇程度，1 h、3 h雨量的重現期均為100年一遇，6 h雨量的重現期為50年一遇。此次暴雨研究對研究該流域的防汛和洪水災害防治工作具有十分重要的意義。

關鍵詞 暴雨洪水；調查分析；豐樂河

中圖分類號：P426.6 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）04–0082-03

2018年8月20日甘肅省張掖市肅南裕固族自治縣祁連鄉與酒泉市豐樂鎮交界一帶發生了1次局部小范圍、短歷時暴雨，暴雨中心位置在豐樂河水文站（簡稱：豐樂河“2018.08.20”暴雨）。暴雨中心雨量為96.5 mm，暴雨歷時4 h；最大1 h暴雨量為61.7 mm，最大3 h雨量為87.3 mm，最大6 h雨量89.3 mm，最大24 h雨量96.5 mm，根據暴雨中心和外圍雨量站點同步降水資料繪制等雨量線顯示，20 mm以上暴雨量籠罩面積2 500 km2。此次暴雨是自豐樂水文站有降水資料記錄以來的最大暴雨量，與該站多年平均降水量192.3 mm相比，其占全年降水總量的50.2%。通過分析此次暴雨洪水產生的原因和暴雨頻率，對指導該區域防汛搶險具有十分重要的意義。

1 流域概況

酒泉市肅州區豐樂河流域所處河西走廊祁連山山脈中段，該地區氣候干燥，年降雨量少，屬于典型的大陸性干旱氣候。

豐樂河發源于祁連山北坡，由烏樹河與浪頭溝匯集而成，源地海拔高程4 400 m，由南向北流經兩河岔出口，河流出山后再向北流，即消失于戈壁中。河流出山口以上為山區，有松柏和雜草，源頭山巔終年積雪，并有冰川分布，植被較好[1]。河流出山后河面展寬，滲漏增加，沿河建有引水水利工程，灌溉農田，導致下游河流經?？萁?，變為間歇性河流。

豐樂河水文站地理位置98°49′00″E，39°21′06″N，位于張掖市肅南裕固族自治縣祁連鄉豐樂村，水文站集水面積568 km2，河流長度51.8 km，干流比降42.3‰。豐樂河中下游山前地帶，年降水多在100～300 mm之間，多年平均降水量192.3 mm，多年平均氣溫7.4 ℃，多年平均相對濕度44%，多年平均蒸發量1 412.8 mm，多年平均風速1.9 m/s，1—4月和10—12月多降雪，降水量集中在6—8月。

2 暴雨成因與降水強度

豐樂河“2018.08.20”暴雨是一次局部小槽東移發展造成的強降水，在河套高壓脊的阻擋下，北方冷空氣分裂小槽東移發展，配合低層切變系統，相互影響，共同造成的一次局地暴雨天氣。

暴雨中心豐樂河水文站雨量記錄顯示：8月20日14：00 ～ 20：00降雨量7.2 mm，20：00 ～ 21日02：00降水量89.3 mm，總降水量96.5 mm；最大降水量20日20：45 ～ 21日00：45結束，降水歷時4 h，其中21：00 ～ 22：00最大1 h降水量達61.7 mm。

主要雨量站紅山雨量站8月20日20：00 ～ 21日02：00降水量20 mm，降水歷時6 h，新地水文站8月20日20：00 ～ 21日02：00降水量1.6 mm，降水歷時6 h。

周邊各雨量站日降水量分別為：豐樂河渠首79.5 mm、大路溝63 mm、榆林壩46.5 mm、大破山口46.5 mm、觀山海子44.5 mm、黃草壩42.5 mm、馬鬃門35.0 mm（表1）。

此次暴雨特征具有降水強度大、歷時短、籠罩面積小、暴雨中心向外圍輻射遞減速率快、面上分布局部性十分強的特征[2]。雨區主要范圍包括馬營河、屯升鄉、豐樂鄉、觀山、紅山、新地等沿山局部區域。

選用降水中心區域豐樂河水文站表站進行暴雨頻率參數分析，確定此次暴雨1 h、3 h、6 h不同時段的重現期。豐樂河站選用資料系列見圖1。

采用P-Ⅲ型頻率曲線計算的各時段不同頻率的統計參數和暴雨量見表2。由表2可以看出：此次暴雨1 h降水量61.7 mm，重現期為100年一遇；3 h降水量87.3 mm，重現期為100年一遇； 6 h降水量89.3 mm，重現期為50年一遇。

4 暴雨等值線分布

利用酒泉水文站管理的水文站、雨量站和肅州區水務局管理的雨量監測站實測降水量資料繪制出暴雨等值線（圖2）。從圖2可以看出：80 mm雨量籠罩面積16.7 km2，60 mm雨量籠罩面積99.4 km2，40 mm雨量籠罩面積538.0 km2，20 mm雨量籠罩面積2 500 km2。

5 洪水調查

5.1 洪水調查河段的布設

此次暴雨導致以豐樂河為中心東西150 km沿山地帶河流均發生不同程度的洪水。調查沿山選取13個有代表性的洪水調查斷面（表3）。根據洪水調查規范要求布設這13個洪水調查斷面。選用上下2個橫斷面，1個縱斷面，同時選用清晰可靠的洪水痕跡。考慮斷面的淤積情況，根據實地勘查情況還原所測斷面，采用面積比降法推算河段洪峰流量。

5.2 洪峰流量公式的確定

調查河段洪峰流量采用比降面積法推求，歷史洪水洪峰流量計算采用曼寧公式，即：

Q=R2/3I1/2F

式中：Q表示洪水流量（單位：m3/s）；R表示河道斷面水力半徑（單位：m）；F表示河道過水面積（單位：m2）；I表示河道水面比降（單位：‰）；n表示河道糙率。

從表3的統計數據可以看出，由于暴雨主雨區分布在山前各河流的中部平原區域，而該區域的特點是地勢平坦、土壤干燥、入滲能力強，再加上此次降水時間短，覆蓋面積小，降水主要區域為沿山一帶，所以各河流產生的洪峰流量不大。此次的暴雨以豐樂河水文站為中心，來水量也最大，實測最大流量為95.2 m3/s[3]。

5.3 洪峰流量重現期分析

依據《水文測驗手冊》，根據歷史洪水調查的資料進行排序后，即可估算其經驗頻率，目前通用的方法有以下2種：

（1）在不同系列中分別排隊計算。其公式為：

式中：pM表示歷史洪水的經驗頻率；N表示系列長度（年），應選用能肯定該洪水序位的最長系列；M表示在N年系列中歷史洪水的序位。

（2）在一個長系列中統一排隊計算。設在N年系列之內有a為首的洪水可以提出在更長的系列N′年中排隊，N′年中在N年系列之外又調查到a′—a個歷史洪水，則在N′年中有為首的a′個連續項，其序位為M′=1，2，……，a′。這些洪水的經驗頻率仍按PM′=計算，與第一種方法相同。而在N年系列內a序位后的洪水經驗頻率的算法與第一種方法不同，改為下式計算：

式中：PM表示N年系列中第M個洪水的經驗頻率；M表示a個洪水為抽出以前的洪水序位；Pa′－N′表示N′年系列中第a′個洪水的經驗頻率。

根據暴雨籠罩面積和降雨中心，選用暴雨中心豐樂河水文站實測資料，確定此次暴雨產生洪水的重現期。“8·20”暴雨中心豐樂河水文站建站以來實測最大流量276 m3/s，最高水位2 119.000 m，洪水頻率分析值采用該站1981—2018年實測最大流量資料分析所得（表4）[1]。

頻率適線見圖3，統計參數及不同頻率洪峰流量見表5。從中可以看出，實測資料系列38年，洪峰流量均值72.0 m3/s，采用P－Ⅲ型配線，采用離差系數Cv=0.90，偏差系數Cs=3.0Cv。此次暴雨產生的洪峰流量95.2 m3/s，其重現期為5年一遇。

6 災情

此次暴雨洪水雖然洪峰流量不大，但由于降雨強度大，1 h、3 h暴雨的重現期為100年一遇，給該區域居民房屋、農田造成內澇災害，共造成肅州區有5個鄉鎮24個村822戶2 507名群眾受災。當地政府緊急轉移疏散安置116人；共造成房屋損壞33戶107間，家畜圈舍139戶234間；造成農作物受災419.2 hm2；洪水淤積灌溉渠道3 375 m，沖毀渠道1 974 m，堤防截墻731 m，丁壩4座，人飲供水管道150 m。此次自然災害造成的農業損失為953.2萬元，水利工程損失為861萬元，基礎設施損失為43.1萬元，家庭財產損失401.05萬元，共計2 258.35萬元。

7 結論

（1）此次暴雨特點是沿山分布、降水強度大、歷時短、籠罩面積小、暴雨中心向外圍輻射遞減速率快、面上分布局部性十分強[4]。1 h、3 h暴雨量重現期為100年一遇，6 h暴雨量為50年一遇。

（2）洪水特點具有2個：一是陡漲陡落、洪水歷時較短、洪水流量小、泥沙量大，是一種稀性泥流洪水。由于此次暴雨中心在豐樂河下游，該流域地區的特點是地勢平坦、土壤干燥、入滲能力強，再加上此次降水時間短，覆蓋面積小，降水主要區域為沿山一帶，所以此次百年暴雨未產生相應的洪峰流量；二是突發性強，預報、預測、預防、預警難度大。

8 建議

（1）相關部門應高度重視特大暴雨引起的泥石流、山體滑坡等自然災害。由于酒泉地區地質多以松散的沙石、稀疏的植被和戈壁組成，一旦發生強降雨，就會引發不同程度的泥石流、山體滑坡等自然災害。

（2）完善山洪災害預警信息服務平臺，建立水文、水務、氣象三部門共享信息平臺，使三部門在遇到局部地區突發暴雨洪水時能夠聯動起來，發揮防汛、減災的重要作用。

（3）增強防治暴雨洪水災害的思想意識，做好預防工作和應急機制。保護好祁連山的自然生態環境，修復已破壞的環境和自然生態，多種植適合本地區生長的胡楊、紅柳、羅布麻、駱駝刺等植物，長期持久地推行水土保持和封山育林政策。加強河道治理、堤防建設，提高防洪行洪能力，消除堤壩內人為障礙物[5]。

參考文獻

[1] 張百祖.敦煌大泉河流域“6·5”暴雨洪水調查分析[J].甘肅農業，2013（22）：85-87.

[2] 張娟，雒儀.華亭市汭河水系“20180711”暴雨洪水調查分析[J].甘肅水利水電技術，2020，56（11）：1-4，13.

[3] 劉紅兵，仲復捷.夏河縣“8·22”暴雨洪水調查分析[J].陜西水利，2017（4）：34-36.

[4] 惠俊堂.馬蓮河流域“2003·8”暴雨洪水調查分析[J].水文，2008（3）：95-96，85.

[5] 王潔，孫依.圖們江流域“2016·08·31”暴雨洪水調查分析[J].吉林水利，2018 （6）：38-40.

責任編輯：黃艷飛

AbstractBased on the investigation and analysis of the “August 20， 2018” rainstorm flood in Fengle River， the rainfall in the rainstorm center is 96.5 mm， and the rainstorm lasts for 4h. According to the synchronous precipitation data of the rainstorm center and peripheral rainfall stations， the isohyet line was drawn to show that the area covered by the rainstorm above 20 mm was 2 500 km2. Analyze and calculate the rare occurrence degree of rainstorm. The return period of 1h and 3h rainfall was 100 years， and the return period of 6h rainfall was 50 years. The study of this rainstorm was of great significance to the study of flood control and flood disaster prevention in the basin.

Key words Rainstorm flood; Investigation and analysis; Fengle River

作者簡介 李建偉（1974—），男，甘肅嘉峪關人，工程師，主要從事水文水資源調查與研究工作。