浅析2013年“6·21”褒河暴雨洪水预报及应用体会

◎ 雷丹玲

1 褒河流域自然地理概况

褒河发源于秦岭南麓，河源有东西二支，东支发源于太白县西南部太白山以北的灵湫，西支发源于凤县代王上的秦岭南麓玉皇山，二源平行南流于汉中市留坝县的江西营汇合向南，经姜窝子、马道驿于石门出峡，在距汉中市城区18km处龙江镇南汇入汉江，是汉江上游左岸较大支流之一。褒河主河全长198km，平均比降5.53‰，流域面积3908km2,主要支流有西河、红岩河、太白河、北栈河等，流域呈上宽下窄的羽毛状。其地势由东北向西南逐步降低，北西部较高，海拔高度在2000m～2500m，西部玉皇山海拔2519m，东南部较低。河谷间平均高程留坝以下约500m左右，留坝以上约1000m左右。褒河地处中高山区，耕地较少，草木茂盛，植被良好，流域植被率约70%。流域内设有2处水文站，19处雨量站。流域水系情况见图1。

2 流域暴雨洪水特性

褒河流域径流的补给主要是降水，洪水由暴雨形成，流域狭长属山溪性河流。褒河流域横跨宝鸡、汉中2个地区，流域地处秦岭南麓，属亚热带气候，夏季炎热，冬季微寒。多年平均气温14.4℃，雨量较为充沛，多年平均降雨量900mm，多年平均蒸发量977.5mm。降雨主要由西南季风和太平洋副热带高压进退形成，流域降雨中心有2个，一个是由两支源头在秦岭山脉间向南穿行的流域地形，海拔高程在2500m～1000m之间，南流至汉中市留坝县的江口镇江西营村汇合，江口水文站位于此处,流域面积2501km2，占整个流域面积的64%，多年平均降雨量750mm；另一个是由南经马道驿于石门出峡汇入汉江，这段流域海拔高程在1000m～500m之间，位于秦岭南麓的峡谷山地，形成新的降雨区域，这段流域面积1407km2，占整个流域面积的36%。马道水文站设在褒河石门水库上游10km处，流域面积 3415km2，占整个流域面积的87.4%，多年平均降雨量850mm。

经分析降水量多集中在7月～9月，占年降雨量的50%以上，除个别年份外，年最大流量大多发生在7月～9月。

根据江口、马道水文站多年水文资料分析，马道站的洪水过程有60%～80%是由江口站以上流域洪水过程形成，洪水具有陡涨陡落的特点，洪水历时2天～5天，一般情况为3天左右。一次洪水过程基本有两种类型：（1）降雨强度大历时短，洪水多呈峰高、量小、尖瘦的单峰型；（2）降雨强度小历时长，洪水多呈峰小、量大、肥胖的复式峰型。

3 “6·21”褒河暴雨洪水预报

3.1 暴雨特点

本次强降雨过程从6月19日8时至21日8时结束，历时2天。经分析统计：褒河流域累计降雨量在35mm～298mm之间，时空分布极为不均。褒河流域内从江口水文站以上流域普遍为小到中雨，以下流域出现了暴雨至大暴雨。此次暴雨主要集中在19日20时至20日8时和20日20时至21日8时两个阶段。

第一阶段19日20时至20日8时流域降雨量，出现1小时最大暴雨量为南河雨量站，降雨量为48.2mm，6小时最大降雨量桑园铺雨量站，雨量为99.2mm，最大12小时降雨量在南河雨量站，雨量为99.8mm。

第二阶段20日20时至21日8时流域再次遭遇局地暴雨到大暴雨，1小时最大暴雨量为核桃坝雨量站，降雨量为44mm，6小时最大降雨量南河雨量站，雨量为158.6mm，最大12小时降雨量在南河雨量站，雨量为196.4mm。

两个阶段降雨过程有8个雨量站30次1小时降雨量达到20mm以上，南河站有7次，还连续5小时暴雨，每小时暴雨量均大于20mm，南河雨量站两个阶段降水量分别为92.6和196.4mm，合计289.0mm,占该站次降水量的96.8%。1小时降水量过程柱状图见图2。

图2 留坝县南河站1h排水暨柱状图

图3 6月19日8时至21日8时累计降雨量等值线图

图4 褒河马道水文站和江口水文站“6·21”洪水过程线图

有14站日降雨量超过100mm，48小时累计降雨量，最大依次为：留坝县南河站298.6mm、上南河站232mm，桃园铺206.4mm、留侯站201mm。累计降雨量等值线图见下图3。

这次暴雨特点是：一是发生时间早（褒河流域一般暴雨多发生在7、8月）；二是强度大，历时短长；三是分布不均，笼罩面积小，且集中在褒河流域的中下游,实属历史罕见。

3.2 洪水特点

受强降雨影响，褒河江口水文站6月20日20时洪水起涨流量45.2m3/s，21日8时出现最大流量355m3/s。马道站20日20时洪水起涨流量85.4m3/s，21日5时出现超警戒洪峰流量1730m3/s（警戒流量1000m3/s），超警戒时间达12小时。洪水过程见图4。

经分析：6月20日8时至23日8时时段的洪量统计，江口站洪水总量38.33百万m3，马道站洪水总量117.94百万m3。此次褒河洪水主要来源为江口至马道区间，占洪水总量的67.5%。

这次褒河洪水特点：一是出现时间早，马道站自1979年设站以来，大于1000m3/s以上的超警戒洪水，均发生在7、8、9三个月。二是量级比较大，马道站洪峰流量为10年一遇洪水，位列1979年设站以来实测第6位。三是洪水主要来源于江口以下区间流域，江口站洪峰流量355m3/s，仅占马道站1730m3/s的20.5%。

3.3 石门水库调度概况

6月20日8时洪水入库前，石门水库入库流量14.3m3/s，出库流量33.4 m3/s，库水位611.66m，低于汛限水位6.34m，蓄水量41.54×107m3。21日1时，入库流量707m3/s，此时开启底孔口泄洪102m3/s，21日3时，入库流量达到1580 m3/s，开启1大泄洪孔和1底孔泄洪，泄洪流量980m3/s。21日4时，开启2大泄洪孔和1底孔泄洪，泄洪流量1640m3/s。21日6时30分水库出现最高库水位618.17m，超汛限水位0.17m，最大蓄水量6.11×107m3，此时开启3个大泄洪孔和1底孔泄洪，最大泄洪流量2700m3/s。经石门水库出库流量反推计算石门水库坝址最大入库的洪水流量为1930m3/s，与出库最大泄洪流量2700m3/s相比，增大泄洪流量770m3/s。

本次水库调度，出库最大流量比入库最大流量增大770m3/s，致使汉江干流汉中水文站21日9时30分出现2800m3/s的洪峰流量。

3.4 褒河暴雨洪水预警预报

本次褒河流域暴雨洪水过程中，发布正式洪水预报1次，精度评定为优；制作水情预警预报3期。根据上游的降雨信息，首先发布了褒河留坝县城区洪水预警预报，石门水库风景区洪水预警预报，马道水文站正式洪水预报等。

6月21日1时根据褒河以上区间火烧店、上南河、东沟、马道站等降雨量，预测褒河马道水文站在未来6时内将出现1300m3/s～1500m3/s洪水过程（马道水文站警戒流量：1000m3/s,保证流量 3000m3/s）。

根据马道水文站预报流量，预测石门水库（风景区）在未来7时内出现1500m3/s～1700m3/s洪水入库流量。

6月21日2时30分发布褒河马道水文站控制断面洪水预报，根据6月21日2时马道站以上流域降雨量信息，预报褒河马道水文站6月21日6时前后将出现1900m3/s洪峰流量。

石门水库预警预报：21日1时预测未来7小时石门水库入库流量1500m3/s～1700m3/s，实际21日4时石门水库入库出现流量1640m3/s，入库预报准确率97.6%。

马道水文站正式洪水预报：预报褒河马道站6时前后将出现1900m3/s的超警戒洪峰流量,实际21日5时出现1730m3/s超警戒洪峰，预报准确率达91.1%。及时准确的水雨情信息和洪水水情预警预报为防汛指挥及水库调度提供了科学依据。

4 褒河暴雨洪水预警预报体会

4.1 关注实时天气情况

洪水预报预警操作人员应在汛期随时关注预报区域的天气预报，学会看卫星气象云图和气象雷达卫星拼图，学习气象科普知识，了解可见光、红外线、水汽卫星云图的基本原理，可见光云图与红外线云图的比较，识别云图的基本判断，结构、范围、边界、色调、纹理、暗影，熟悉了解几种云如卷状云、积雨云、中云、积云、浓积云、低云等这些云在卫星云图上的识别，了解天气系统的变化。在区域天气预报有重要天气状况下，应及时打开网上的气象卫星云图，观察卫星云图上云的分布形状和笼罩面积状况等，结合气象雷达拼图，了解降雨的降落区域和降雨量信息，掌握降雨的未来发展趋势，为做好洪水预警预报做好前期基础准备工作。

6月19日16时30分钟，陕西气象局发布重要天气报告，受冷空气和副热带高压外围的暖湿气流共同影响，预计19日晚到22日，全省有一次明显的降雨天气过程，主要降雨时段在20日至22日，降雨量分布不均等等，陕南西部部分地区有暴雨,降雨量陕南西部30mm～50mm，局地可达50mm～70mm。经过省防汛抗旱总指挥部组织省级防汛抗旱专家组6月19日18时会商分析认为：主要降雨时段在20日～21日，陕南西部部分地区有暴雨，强降雨区可能涉及留坝、城固、略阳、勉县、南郑、宁强等县区，降雨量50mm～70mm之间。

根据气象预报和省防总的汛情会商，我们及时打开卫星云图和区域雷达拼图，随时关注天气变化。卫星云图一般是30分更新一次，而区域雷达拼图是5分钟更新一次，并有气象公布的降雨量排序1小时和24小时的最大降雨量。

4.2 熟悉流域概况和雨水情实时信息

洪水预报人员不但要掌握流域天气系统的变化，熟悉全流域的流域概况，流域下垫面和植被情况，还要了解流域水利工程情况，掌握流域降雨量站点的布设和基本情况，特别是对流域内发生的典型暴雨洪水，要及时进行分析研究，弄清流域内暴雨洪水的特点和汇流规律。为流域洪水预报做好准备。及时收集流域内各区间的降雨实时信息，了解流域内前期降雨情况和河道水情情况及水情变化趋势，并全面掌握实时水雨情信息，为洪水预警预报提前做好准备，以做到有备无患，即使在遭到特大暴雨洪水袭击的情况下，也能及时做出洪水预报预警。

4.3 通过预报经验提高预报精度

水情预报人员要认真钻研洪水预报的基础知识，熟悉掌握河流在的洪水预报方案，了解洪水预报流程。褒河石门水库预报方案，是用马道水文站的洪水流量和流域内的降雨资料，进行分析计算，用降雨径流法进行洪水预报。在做洪水预报时，一般情况是通过计算机系统进行前期降雨量的计算，再经人工修改参数，机器系统计算预报数据，再由预报员根据当时的实际降雨区间和实时的降雨量，进行数据上人工调整。或人工直接收集雨量站的降雨资料，用预报方案进行人工计算预报数据，再与计算机计算预报数据比对，力求对外发布的正式预报与实际数值相符，提高预报精度。

4.4 提高预报预见期

目前洪水预警预报只有在降雨落地之后，才能根据流域降雨量的时空分布信息，制作洪水预警预报，但由于褒河流域山高坡陡，产汇流预见期短，发布预警预报后，实施防范措施时，应对时间紧迫。建议在有气象部门的“暴雨信息”时，通过气象部门的暴雨量级，再结合洪水预警方案，初步制作洪水预警预报，为当地防汛部门提供应对准备参考。当区域降雨发生后，再实施洪水预报方案，发布正式洪水预报，为洪水预报增长预见期。

4.5 通过会商提高预报水平

今年水情科在制作洪水预警预报时，主动与报汛站的水情值班人员沟通，了解报汛站的实时雨水情信息，使水情预报人员对未来降雨强度、区域、范围和河道水情趋势等有一个全面的了解。同时与省水情处水情预报员多次进行预报会商，三方异地的多次会商，为提高预报精度提供了有力的保障。

5 结语

加强褒河暴雨洪水特性分析研究，增强对褒河流域暴雨洪水形成的认识，加强对石门水库的协调和沟通，有利于提高石门水库洪水预报的精度，有利于汉中市汉江干流平川段的错峰调度，避免褒河洪峰与汉江干流洪水在汉江平川段叠加，减轻汉中市城区及下游沿江两岸城镇洪水灾害。提前做出石门水库入库洪水预报，合理地进行洪水调度，提高预见期；处理好防洪和兴利的矛盾，为石门水库合理开发水资源利用，防洪、发电、养殖、灌溉，为防汛减灾提供科学依据。陕西水利