汾川河“13·7”暴雨洪水分析

张 帆

（延安市防汛办 陕西 延安 716000）

2013年7月3 日至26日，延安市连续出现3次大的降雨过程，全市平均降雨量达394mm，降雨量最大的延川县累计达到575.7mm，汾川河上游宝塔区降雨量累计达到541.3mm，汾川河下游宜川县降雨量累计达到439.1mm，中东部几个县的降雨量也都达到300mm以上，是1945年延安市有气象记录以来过程最长、强度最大、暴雨日最多、暴雨日间隔时间最短的一次降水过程，已超出百年一遇标准。中北部10个区县的降水量超过延安多年平均降水量的80%，几乎下了一年的雨。

山体滑坡、泥石流灾害、房屋垮塌、道路冲毁、电力中断、库坝告急、农田毁坏……特大自然灾害造成全市13个县区、155万人口受灾，42人死亡、150人受伤，7.4万户城乡居民房窑倒塌或严重损坏，交通、水利、电力、通讯、革命旧址等基础设施严重损毁，工农业生产遭受重大创伤，直接经济损失达120多亿元。

1 流域概况

汾川河又名云岩河，发源于崂山东麓后九龙泉，向东流经宜川县，在西沟村1km处注入黄河，是延安市第四条大河流，集水面积1781km2，河流全长112.5km，其中，2km以上一级支流112条；二级支流183条；三级支流54条；河源到临镇为上游区，河道海拔由1000m降至820m，平均比降4.3‰～8.9‰，汾川河流域水系见图1。

汾川河的较大支流几乎都集中分布在临镇以上，主要支流有南川(临镇川)、松树林川、九龙泉川、固县川等。

汾川河流域土地肥沃，水利化程度较高，现有小型水库两座，总库容612万m3，设计灌溉面积1.2 khm2，有效灌溉面积0.75 khm2，著名的南泥湾大生产运动就发生在这里。流域内总人口6.09万人，其中农业人口5.57万人，人口密度34.2人／km2。涉及宝塔区5个乡镇，3.53万人，土地面积1327.5 km2；宜川县5个乡镇，48个行政村，2.56万人，土地面积453.5 km2。

汾川河流域宝塔区临镇以上植被良好，属黄土林区，以下植被较差，属破碎塬区，林草覆盖率仅为9.5%。再加近年来人为的乱砍滥伐和过度放牧等破坏，使林地面积逐年减少，水土流失严重。据下游新市河水文站实测资料统计：建站以来实测最高水位96.40m（1977.7.6），实测最大流量2610m3/s（1977.7.6），实测最小流量 0.01m3/s（2001.6.28），建站以来次大流量1500m3/s（188.8.25），多年平均降水量为517.6mm，汛期6月～9月降水占70.3%，变差系数为0.28，多年平均径流量0.3185亿m3，变差系数为0.40，年际变化较大。径流深19.2mm，多年输沙量246.3万t。

2 雨情

2.1 暴雨成因

图1 汾川河流域水系图

图2 面平均2h降水量与临镇、新市河站流量过程线

汾川河流域北与延河、雷多河流域接壤，东临黄河，南与仕望河流域接壤，西以崂山为岭与北洛河流域相隔。6月～9月由于受西伸的西太平洋副热带高压的影响及中低层中小系统的辐合与地形对气流的抬升作用，常常形成历时短，强度大，笼罩面积小的局部暴雨，降水量约占年降水量的75%左右。

2013年7 月份受副热带高压外围西南暖湿气流的持续影响，延安、榆林两地连续出现了大范围强降水过程。此次强降雨过程主要是降雨持续时间长、暴雨量级大、各站多点并发、各条河流洪水涨落不断。7月22～26日，在西风槽和副高边缘西南暖湿气流共同作用下，促成了汾川河流域7月21日～25日的长历时小范围的大暴雨强降雨过程。

2.2 降雨过程

汾川河临镇以上共设南泥湾、南蟠龙、松树林、金盆湾、金家屯、标家台、临镇、野雀山、云岩等9个雨量站，除金盆湾站外，其余8个雨量站拍报降水量。

7月21日～25日，汾川河发生今年最强降水过程。21日0：00～8：00面平均降水量59.1 mm；8：00 ～16：00 面 平 均 降 水 量30.9mm；24 日 3：00～8：00 面平 均 降 水 量40.0mm。面平均降水量过程线及临镇、新市河站7月20日～7月26日流量过程线见图2。

3 洪水分析

3.1 胜利水库

胜利水库位于宝塔区松树林乡老虎沟村，临镇水文站上游约26km处，集水面积137.5km2。1959 年建成，1970 年淤满，坝顶长240m，顶宽3.5 m，坝底宽148 m，总库容582万m3，有效库容198万 m3，滞洪库容184万 m3，最大泄洪量160m3/s。

7月22日胜利水库及其周边遭受强降雨袭击，造成公路塌方致使放水涵洞出口堵塞，使水库水位急剧上涨。7月25日凌晨再次出现强降雨，使水库水位继续上涨，这时溢洪道出口和消力池侧墙垮塌。10时45分，水库超汛限水位2.4m，距坝顶高2.7m，洪水时刻危及大坝的安全，险情发生后，延安市水务局、宝塔区委、区政府和区水务局的负责同志迅速赶赴现场，组织人员立即进行大坝溢洪道的清障排险工作，同时组织撤离下游群众，通过大家的共同努力，大坝溢洪道终于能够顺利泄流（泄流量160m3/s，水深2.4m），险情得以排除，下游群众全部撤离到了安全地带。

3.2 实测洪水及重现期

3.2.1 实测洪水

进入7月份以来，延安地区一直降水不断，从7月2日至7月22日，多个报汛站降水量达到或超过了700mm，20天的降水超过了以往一年的降水量（一般为400mm～500mm）。24日～25日，山陕区间再次出现强降雨过程，局部出现暴雨和大暴雨。由于此前连续几次的强降雨过程致土壤含水量极度饱和，本次强降雨面广量大、时间短，使降雨不能立即下渗，从而引发多条河流涨水。其中汾川河的临镇站7月25日9时50分发生洪峰流量500m3/s，为建站以来第二大洪水；新市河站7月25日7时24分开始起涨(水位是2.37m)，7时40分水位达到6.18m，流量732m3/s，11时53分水位涨至8.61m，流量是1720m3/s，为建站以来最大洪水。

3.2.2 洪水重现期

表1 临镇、新市河年最大洪峰流量频率分析计算成果表

表2 各断面流量计算成果表

汾川河流域临镇水文站和新市河水文站历史上进行过一次洪水调查。临镇水文站1957年调查到本站1932年曾发生过364m3/s的洪水，调查成果较可靠；原延安地区水利水保局1975年调查到新市河水文站1960年曾发生过808m3/s的洪水，调查成果较可靠。

从洪水调查成果来看，两站历史所发生的洪水量级远均小于实测洪水量级，故历史调查洪水不参加特大值处理。实测洪水中较大者作为特大值处理，重现期至少按1932年至今82年考虑，新市河按100年考虑，计算成果见表1。

从表中可以看出，临镇站“13·7”洪水为建站以来实测第二大洪水，其重现期为50年一遇；新市河站此次洪水为建站以来实测第一大洪水，其重现期为100年一遇。

3.3 洪水调查

临镇水文站实测最大洪峰流量为500m3/s，新市河水文站实测最大洪峰流量为1720m3/s，两站相距36km，中间再没有水文站，用洪水调查方法搞清两站区间洪水的来源情况是最好的办法，为此“13·7”洪水过后不久，有关单位就进行了洪水调查工作。

3.3.1 临镇水文站断面以上

根据实地勘察，胜利水库以上干流洪水较大，河岸两侧农作物大多被洪水淹没，临镇以上南泥湾川、岳屯沟、北沟、刘村沟等各支流涨水洪痕明显，数座公路桥、过水桥被冲跨，南泥湾钻采公司一队部被洪水冲毁。胜利水库虽已恢复到正常水位，但放水涵洞出口堵塞、溢洪道出口和消力池侧墙垮塌的印迹仍然可以分辨出来。

3.3.2 云岩至临镇区间

汾川河流域临镇至云岩相距17.6km的河道两岸，共有一级支沟21条，其中，左岸12条、右岸9条，为了摸清洪水来源情况，在期间干流布设了两个断面，支流布设了三个断面，用来推求每个断面的过洪流量。

断面的选定、测量严格按“水文调查规范进行”，横断面采用四等水准测量，岸上部分测至洪痕，河底、河床控制地形的转折变化，均匀布设测点，在过水断面上、下50m～100m，测不少于3组断面数据，推算过水断面比降。所有调查查勘断面高程均为假定高程。其断面流量使用曼宁公式进行计算，即：

其中Q为流量，A为面积，S为比降，n为糙率，R为水力半径。

由于实测断面最高水位均为洪痕调查水位，因此计算断面洪峰流量时，支流最高洪水位在调查洪痕基础上减少0.20m，干流最高洪水位在调查洪痕基础上减少0.50m。根据临镇、新市河站水位～糙率关系以及所测断面的断面壁光滑程度，分析确定各断面的糙率；面积、比降为实测，水力半径根据实测断面资料计算，各断面流量计算成果见表2。

3.3.3 云岩到新市河站区间

汾川河流域云岩到新市河站相距18.4km的河道两岸支流众多，通过现场勘察，在云岩镇下5.38km的右岸史村沟及出口的汾川河干流，用同样的方法调查计算的支沟流量为18.1m3/s，干流的流量为1760m3/s。除此，还走访了沿河两岸的村民，均说明没有较大洪水发生，为了做到万无一失，勘察人员分别到良寸沟、兰家哨、八十亩滩附近、温水峪大桥以西进行了现场勘察，表明各支流有过水但无大水痕迹。

4 结论

通过沿途实地洪水调查和对当地村民的走访，结合临镇、新市河水文站的实测流量得出以下结论：

（1）汾川河“13·7”特大洪水主要来源于上中游强降雨、胜利水库放水及桥梁阻塞形成堰塞湖后的突然下泄。首先是大水冲走了两岸的庄稼、树木、部分桥梁、居所。这些漂浮物或滚动物堵塞了下游桥洞，在桥址处形成临时堰塞湖，经过一定时间后桥洞被猛然冲开，造成河道洪峰流量的突然增大。

（2）云岩大桥堰塞湖突然冲开形成更大的流量及部分支流少量的入水，是新市河水文站基本能够保持上游云岩断面洪峰流量的主要原因。

调查结果表明，距临镇水文站下约13km的石家河干流最早形成了1540m3/s的洪峰流量，洪水向下游演进过程中，漂浮物阻塞了云岩大桥的桥洞形成堰塞湖，冲开后形成了更大的洪水，加之云岩镇以下部分支流少量的入水，使洪水传播18.4km到达新市水文站仍能保持1720 m3/s的洪峰流量。

（3）汾川河“13·7”特大洪水，临镇水文站的重现期为50年一遇，是建站以来实测第二大洪水；新市河水文站的重现期为100年一遇，是建站以来第一大洪水。陕西水利