安徽滁河雨洪特性及与长江洪水遭遇组合分析

2015-06-09 08:45何翠敏柏正林
水科学与工程技术 2015年4期
关键词:洪水位暴雨洪水

何翠敏,刘 菊,柏正林

(1.安徽省滁州市白蚁防治研究所,安徽 滁州 239000;2.安徽省定远县水务渔业局,安徽 定远 233200;3.安徽省滁州水文水资源局,安徽 滁州 239000)

滁河位于长江与淮河之间,是长江下游左岸一级支流,流域面积8000km2,干流长269km。源于安徽肥东县,流经安徽省合肥市、滁州市和江苏省南京市。干流下游设有安徽省汊河集水文站,控制流域面积6104km2,中游建有襄河闸站水文站,控制流域面积3310km2。滁河支流有清流河、来安河、襄河,流域面积分别为1318,749,719.8km2。滁河干流中下游,河床平缓,河道弯曲,泄洪能力小,常受长江水位顶托。滁河支流集中在左岸,遇暴雨峰高流急,致平原圩区常常受灾。流域属于亚热带湿润季风气候区。年降水量910~1056mm, 降水量集中于6~8月,6、7两月暴雨最多,占全年暴雨的70%。

1 暴雨特性

1.1 暴雨成因

形成滁河流域暴雨天气系统有两种[2]。

1.1.1 梅雨锋暴雨

江淮流域的梅雨季节一般发生于6~7月,来自西太平洋的暖湿气流与北方南侵的冷空气在流域内持续地交绥,形成静止梅雨带。梅雨来临,阴雨绵绵,常形成大范围、长时段的暴雨或特大暴雨。梅雨期一般持续20~30d,也有的持续一个月以上,如1954年和1991年,梅雨期持续近两个月,形成流域大面积、长历时、高强度暴雨。

1.1.2 台风暴雨

多出现在汛期8~9月。台风登陆后沿副高南缘西行北上,在特定的气象条件下形成低气压,产生短历时暴雨、大暴雨。其外,流域还有低涡暴雨、冷锋暴雨、西风槽暴雨等。

1.2 暴雨特点

1.2.1 时空分布

1.2.1.1 暴雨时空分布不均[2]

根据流域安徽省水文站网1961~2014年监测资料分析,暴雨多发生在6~8月,其暴雨日数占全年的60%~69%。发生暴雨日数最多的为黄栗树、六合,最少的是古城集,大致呈现中下游暴雨日数多于上游暴雨日数分布趋势。暴雨日数年际变化大,年暴雨日多则10d(如1991年古河站),少则0d(如1978年滁县站)。

1.2.1.2 降雨时空分布恶劣

2008年8月洪水,滁河流域主雨区主要分布在中部及其支流清流河、襄河一带,雨区相对集中;时程分配上降雨前小后大,主峰发生在后,降雨时空分配恶劣极易形成大洪水。

1.2.2 暴雨走向

流域暴雨走向为稳定型及移动型[2],2008年8月暴雨,降水不同时段的最大雨量均在滁州市乌衣站,最大1,3,6,12,24h雨量长时间稳定于同处;2003年6月暴雨降雨为移动型,雨带呈东北~西南向带状。

1.2.3 暴雨中心

常有2~3个暴雨中心。1991年7月最大7d暴雨中心有2个(黄栗树~滁县~襄河口、金牛山~六合)。2003年6月暴雨,有3个暴雨中心,分别为滁州市南谯区董家洼、黄泥及全椒县襄河镇。

1.2.4 暴雨量大[2]

1975年8月14~18日,暴雨中心杨郢站降水量707.6mm;1991年7月6~10日暴雨中心金牛山站降水量518.3mm;2003年6月25日~7月11日,流域面暴雨量650mm,最大7d面雨量418mm。

1.2.5 暴雨强度大

根据历年短历时暴雨资料统计表明,滁河流域暴雨强度大。 2008年8月,乌衣站最大1,3,6,24h雨量分别为91,256,389,573mm,滁县站最大3,6,24h雨量分别为200,288,417mm。黄栗树、全椒、汊河集、滁县最大1d降雨量351,373,351,417mm。 滁河、汊河集以上最大1,3d面平均雨量234,287mm, 最大1d和最大3d面雨量均超百年一遇,如表1、表2。

表1 典型站点最大1d雨量[5] 单位:mm

表2 典型站点特征时段雨量[5] 单位:mm

1.2.6 暴雨成因上带有隐蔽性

2008年7月29日以来,滁河流域受台风“凤凰”的影响,29~30日全省先后降小到中雨,局部大暴雨;7月30日下午台风减弱为热带低气压后潜入安徽境内,云图上显示台风有消失的趋势。7月31日23时至8月2日8时,特大暴雨袭击皖东滁河流域,暴雨成因上带有极强的隐蔽性。

2 洪水特性

2.1 起涨迅猛、涨率大[1]

1975年8月洪水,汊河集闸上最高水位12.14m,水位涨幅达到5.5m,最大涨率0.55m/h。2003年6月洪水,水位涨幅6.52m,最大涨率0.50m/h。2006年7月洪水,汊河集闸上水位涨幅3.81m,最大涨率0.58m/h。2008年8月洪水,滁河赤镇站、襄河口闸站超过历史最高水位,日涨幅4.86m和4.20m。

2.2 洪水来源与组成

滁河汊河集以上洪水主要来源于干流襄河口闸以上及其主要支流清流河滁县站。统计历年较大洪水襄河口闸与滁县站3,7,15d来水量占汊河集来水总量的比重,3d洪水比重各为50.9%~61.4%、21.6%~41.2%,7d洪水比重分别为47.8%~57.8%、22.1%~39.3%。从洪量组成比重看,襄河口闸来水比重与其面积比重54%接近,滁县站来水受上游沙河集水库及城西水库泄洪影响,洪量比重明显大于其面积比重17.3%。

2.3 洪水过程呈孤立峰或双峰

滁河洪水过程一般为单峰型,也有双峰的。如1954,1987,1975,2003,2006,2008年洪水过程线为孤立峰;1969年洪水,汊河集闸站分别于7月12日和7月17日形成两次洪峰,且前峰大于后峰,1991年6月及1991年7月洪水过程为复式峰,且后峰大于前峰。

2.4 滁河洪水受长江洪水(顶托)影响较大

当长江发生大洪水时,可以使滁河干流持续保持高洪水位。如1991年7月,滁河特大洪水遭遇长江中下游大洪水,汊河集闸上10.20m以上水位持续13d,9.30m以上水位持续21d;2003年6月,长江中下游发生特大洪水,汊河集闸上10.23m以上水位持续14d,9.10m以上水位持续22d。

2.5 灾害性

洪涝灾害性大。1954年全流域洪水淹没农田6.27万hm2,京浦铁路线被迫减速行驶;1969年流域中下游发生较大洪水,沿滁圩区淹没农田4.8万hm2;1975年洪水,滁县、来安县境内破圩27处,小水库跨坝22处,1.33万hm2农田受淹;1991年流域发生两次洪水,破圩34个,淹没面积2.67万hm2。2007年洪水,暴雨中心城镇大面积浸泡在洪水中[3],3000多间房物被淹,倒塌、损坏房屋约1500间,受灾人口8.5万人,农作物受灾面积1.67万hm2,冲毁各类水利设施438处,冲毁公路155处,长48km。 2003年洪水[1],滁河流域全面受灾。104国道中断,京沪铁路两度中断,全椒县城、滁城一度浸泡在洪水中。滁河流域4个县市区59个乡镇、办事处中有54个受灾,破圩37个,受灾人口85万人,倒塌房屋3.8万间,农作物受灾面积9.33万hm2,直接经济损失28亿元。

2.6 暴雨与洪水遭遇致高洪水位

2007年暴雨,雨带沿着干流襄河口闸、古河、赤镇、及上游晋集闸沿岸及支流襄河黄栗树至襄河口沿河一带,且雨区移动方向与干支流河流方向基本一致,造成汊河集闸上水位猛涨。

3 暴雨洪水与长江洪水遭遇组合分析

据长江南京站水位、滁河流域实测暴雨洪水资料分析,滁河流域暴雨洪水与长江洪水主要以4种遭遇组合类型造成滁河高洪水位。

3.1 特大洪水灾害

长江中下游发生特大洪水,滁河流域出现大洪水时,可能造成特大洪水灾害。

该类洪水中,长江洪水水位高、洪水持续时间长,此时滁河流域暴雨多发期,滁河流域大暴雨洪水很容易与长江特大洪水遭遇,形成滁河下游特高洪水位和特大洪涝灾害。1954年7~9月,长江中下游发生了特大洪水,南京站最高洪水位10.22m(8月17日),高水位持续时间长,9.0,9.5,10m以上水位持续时间分别达87,63,28d;期间,滁河流域7月出现大暴雨洪水,与长江洪水遭遇后,沿滁河两岸圩区一片汪洋,淹没耕地面积达6.27万hm2,津浦线火车被迫减速行使,人民生命财产造成巨大损失。1931年7月洪涝灾害也属于这种类型。据记载,该年由于大气环流异常及鄂霍次克海一带和北冰洋海冰异常,雨季来的早,长江流域7月份雨量之多为数10年来所未有。此时滁河流域发生大暴雨洪水,“六合县自该年7月4日起,连降大雨四日四夜,雨量超过500mm,且降雨强度大,滁河洪水陡涨,遭遇江水顶托,雍积难泄;7月初滨河圩堤全部溃决,田禾淹没,一片泽国,穿越境内的津浦铁路线被迫停车达54d之久”。

3.2 特大洪涝灾害

当长江中下游发生大洪水,滁河流域出现大洪水或特大洪水时,可造成滁河下游高洪水位或特高洪水位,造成特大洪涝灾害。

1991年6月7~14日滁河流域普降大到暴雨,逢长江中下游发生大暴雨洪水,滁河六合站6月15日出现最高洪水位9.76m,襄河口闸上游、汊河集闸上最高洪水位达到13.78m和12.27m,滁河流域干流分洪溃涴淹没耕地约0.33万hm2;1991年6月30日~7月10日,长江南京站水位持续在9.60m,遇滁河流域全流域大到暴雨,致使在6月破圩的基础上,再有18个圩堤(重复破圩7个)被分洪蓄洪后,滁河六合站仍出现10.47m特高洪水位(7月11日),成为六合站有实测记录以来最高记录。2003年7月,滁河流域发生了全流域大到暴雨,7月4~14日,六合站以上流域降水366.5mm。当圩堤分蓄洪后,六合站水位自7月4日急剧上涨,至6日2时30分达当年最高水洪位10.22m(接近历史最高水位)。而相应时间内长江干流南京站水位处于上涨阶段;从7月4日7.79m上涨到7月12日的9.06m,顶托滁河洪水,致灾情加剧。据统计,自7月5日到12日,沿河破圩50个,造成17.3万人受灾,受灾面积1.04万hm2,直接经济损失4.84亿元。

1969年7月,长江下游出现大洪水,南京站水位由6月30日开始起涨(潮位5.85m),到7月18日出现洪峰水位9.20m。几乎同时,滁河流域自6月30日至7月15日连降小到中雨,16日出现大暴雨,下游大泉站、六合站日雨量达123.5,164.0mm。滁河洪水经沿程分流泄洪和汊河集以上先后破圩后,六合站由6月30日5.13m的高潮位涨至7月18日的9.48m,涨幅4.35m;六合县城积水20d,汊河集站以下破圩99个,2万hm2农田遭洪涝灾害,10余万人受灾。

3.3 滁河高水位或较高水位

长江流域发生较大洪水,滁河流域出现大洪水或特大洪水时,可形成滁河高水位或较高水位。

该类洪水发生时,虽经沿程分流泄洪,甚至溃圩破堤蓄洪,仍可造成洪涝灾害,但高洪持续时间相对较短,灾害相对较轻。

此类高洪水位以滁河洪水为主,长江水对滁河六合站以上水位影响较小,且南京站水位低于六合站。如1972年6月20日~7月3日,长江下游洪水较小,南京站6月20日的高潮位为5.10m,23日形成小峰(5.57m)后即开始回落,27日又开始起涨,7月3日出现洪峰水位6.62m。六合站洪水自27日起涨,7月3日出现洪峰水位9.50m,最高水位高于南京站水位(2.88m)。2006年7月9~11日洪水,也为该类。7月10日8点到7月11日8点,受黄淮气旋的影响,长江中下游降暴雨或大暴雨,降雨量在35~110.0mm之间。长江南京站水位自7月10日8时6.44m起涨,7月13日发生高洪峰水位9.69m。几乎同时,7月9日至10日,滁河流域降暴雨或特大暴雨,降雨量在57.5~199.2mm之间,暴雨中心于流域中部。滁河暴雨过程与长江水位遭遇,受长江高水位的顶托,汊河集站自7月10日8时开始起涨,起涨水位7.65m,到7月11日20时涨到最高水位10.39m,最高水位超警戒水位0.39m;六合水位达10.47m,超过1954年最高洪水位0.62m。此类洪水峰高、历时短,影响较小,造成的灾害相对较轻。

3.4 滁河下游高洪水位

长江中下游发生大洪水,滁河流域洪水较小时,也可形成滁河下游高洪水位。这种情况六合站洪水以长江洪水为主,滁河洪水为辅,六合站最高水位低于南京站相应水位,最高水位出现时间与南京站基本一致。

该类洪水,较高洪水位一般低于六合站下,不致于造成较大灾害。如1977年7月2日,南京站出现本年最高水位9.30m时,滁河流域因前期降水量小,流域上中游来水很小,受长江洪水顶托影响,六合站7月2日出现了本年最高水位8.48m,没有造成洪涝灾害。属于此类型的洪水还有1993年、1999年洪水等。

4 结语

(1)滁河流域暴雨时空分布不均,降雨时空分布恶劣。暴雨走向有稳定型及移动型两种,雨区分布多呈东北~西南向带状,常有2~3个暴雨中心;暴雨量大、暴雨强度大,暴雨成因带有隐蔽性。

(2)洪水起涨快、涨率大,来势凶猛。洪水过程为孤立峰或复式峰。汊河集闸以上洪水主要来源于襄河口闸以上及其支流清流河,洪水受长江洪水影响较大。

(3)当长江中下游发生特大洪水,滁河流域出现大洪水时,可能造成特大洪水灾害;长江中下游发生大洪水,滁河流域出现大洪水或特大洪水时,可造成滁河下游高洪水位或特高洪水位,造成特大洪涝灾害;长江流域发生较大洪水,滁河流域出现大洪水或特大洪水时,可形成滁河高水位或较高水位;长江中下游发生大洪水,滁河流域洪水较小时,也可形成滁河下游高洪水位。

(4)滁河洪涝灾害频繁发生,灾害性大,严重制约滁州经济发展,威胁着京沪铁路大动脉和沿岸人民生命财产的安全。建议有关部门高度重视,尽快解决滁河水患问题。

[1]柏 正 林.滁 河 流 域 “2003·06” 暴 雨 洪 水 分 析 [J].水 文 ,2009,29(3):88-89,79.

[2]柏正林.滁河流域暴雨特性分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2008,8(1):29-30.

[3]柏正林.滁河襄河口闸上“07·7”暴雨洪水分析[J].江淮水利科技,2008(2):47-49.

[4]黄振平.水文统计原理[M].南京:河海大学出版社,2002.

[5]林传真,周忠远.水文测验与查勘[M].南京:河海大学出版社,1989.

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