恭城河“2015.5”暴雨洪水分析

2016-08-23 10:09吴树诚
广西水利水电 2016年2期
关键词:恭城雨量站洪峰

吴树诚

(桂林市水文水资源局,广西 桂林 541001)

恭城河“2015.5”暴雨洪水分析

吴树诚

(桂林市水文水资源局,广西 桂林 541001)

2015年5月,恭城河流域上游普降暴雨,恭城水文站发生了自1953年有实测水文资料以来的历史第二大洪水。通过对这场暴雨的特点和洪水的特性进行分析,探究恭城河流域暴雨洪水特性,提高洪水预报的及时性和准确性。

暴雨;特大洪水;频率分析;恭城河流域

1 流域概况

恭城河,又名茶江,是珠江水系桂江的一级支流。发源于恭城县三江乡黄坪村的古木源北卡山,向北经落岭界出县境,中间汇入的较大支流有栗木河、龟山河、上蕉河、路口河、北洞源河以及西岭河,经岭尾屯流出县境。恭城水文站断面上距河源108 km,下距恭城河口46 km,集雨面积达2 541 km2。恭城站处于西河与茶江河交界下游1.5 km处(见图1)。

恭城河流域地处广西东北部,属中亚热带季风气候区,特点是气候温和,夏长冬短,四季分明,光照多,热量足,雨量充沛。影响流域的主要天气系统主要是锋面、低涡、切变线、热带气旋等。恭城河流域年平均气温19.7℃。多年平均年降雨量为1716.0 mm,但降雨量年内分配不均,一般集中在4~8月,约占全年降雨量的80%~85%,尤其是5~7月,降雨量更为集中,占年降雨量的53%~62%。

2 降雨

2.1 雨情概况

受高空槽、切变线和弱冷空气降雨系统的共同影响,2015年5月15~20日,桂江恭城河流域连续出现强降雨。按降雨的时空分布次序,降雨可分为两个阶段。

第一阶段,从5月15日08时开始,至16日01时结束。这一阶段的降雨量为本次暴雨洪水的前期降雨过程,降雨主要起抬高江河底水的作用。此阶段流域上游6 h降雨量最大为六岭站127.5 mm。暴雨区在流域上游栗木河的观音至六岭、西岭河上游的群英至东面一带,最大6 h降雨量都在70.0 mm以上。16日01时以后雨势减弱。

图1 恭城水文站流域图

第二阶段,这一阶段降雨是形成“2015·5”特大洪水的主要阶段。从5月20日00时开始,流域开始普降大雨,至20日06时,雨势更强,暴雨中心在东面~观音~六岭一带。此阶段流域上游6 h降雨量最大为东面站165.5 mm,其次为观音站164.5 mm。降雨在20日12时后开始减弱,此阶段累计降雨量最大的为东面站228.5 mm。

分析“2015·5”暴雨选用了本流域内6个基本雨量站,各雨量站最大6 h降雨量见表1。从两个阶段的降雨过程看,第二阶段是主要降雨阶段,暴雨、大暴雨就出现在这个阶段中,具体降雨过程见表1。

表1 恭城河流域各雨量站最大6 h降雨量统计表 mm

2.2 降雨特点

(1)暴雨范围广,时空分布不均匀。由于地面受热不均,气流垂直运动激烈,造成流域大范围强降雨。从两个阶段的降雨分布情况来看:5月15日降雨主要集中在流域上游的六岭、东面、观音一带,基本上都覆盖了整条恭城河流域;5月20日的强降雨,暴雨中心依然在东面~观音~六岭一带,流域降雨量从北往南增大,降雨强度明显比第一阶段大,也覆盖了整条恭城河流域。但暴雨边缘区的恭城、黄坪最大6 h降雨量才56.5~73 mm,由此可见,降雨时空分布不均匀。

(2)降雨持续时间长,暴雨时程分配集中。本次降雨过程自5月15日开始至20日结束,历时6天。从时程分配来看,暴雨雨型呈双峰型,主峰在后。流域雨量站的主要站点降雨量,大部分集中在5月15日和5月20日这两天,最大6 h降雨量占阶段降雨量的77%。由此可见,暴雨时程分配比较集中。

(3)强度大。实测资料统计表明,“2015·5”暴雨中心东面站6 h最大降雨量165.5 mm;观音6 h最大降雨量164.5 mm;流域内所有雨量站点12 h最大降雨量均大于90 mm,最小为黄坪站91.0 mm,最大为东面站227.5 mm。

(4)暴雨区移动方向与河流走向基本一致。5月15日暴雨先在上游西岭河河的群英至东面、栗木河的观音至六岭一带出现;20日流域普降大雨到暴雨、局部特大暴雨,暴雨中心在东面~观音~六岭一带,12 h最大降雨量为227.5 mm(东面站)。由此可以看出,暴雨出现依次由上游到中下游,基本上与河流走势一致。

3 洪水

3.1 洪水过程

由于大范围、高强度的降雨导致恭城河流域在5月份出现了一场历史较大洪水。

受第一阶段持续的强降雨影响,从5月15日08时20分开始,恭城站断面从128.96 m的水位开始起涨,并于16日02时25分出现133.28 m的洪峰水位,超过警戒水位1.98 m,涨幅达到4.32 m,相应流量2 500 m3/s。

受第二阶段持续的强降雨影响,从5月19日23时25分开始,恭城站断面从129.23 m的水位开始起涨,并于20日21时25分出现134.92 m的洪峰水位,由于底水较高,本次洪水超过警戒水位3.62 m,涨幅达到5.69 m,相应流量5 650 m3/s,为恭城站1 953年建站有实测水位流量资料以来的第二大洪水,洪水过程见图2。

图2 恭城水文站“2015·5”洪水水位过程线图

3.2 洪水特点

(1)本次洪水源来自全流域,与本流域的降雨量分布情况相一致。

(2)5月15日暴雨中心在恭城站上游栗木河和西岭河一带,最大12 h降雨量平均值为123.0 mm,恭城水文站于16日02时出现了133.28 m的洪峰。此时流域土壤含水已经饱和,18~20日又一波更大的暴雨过程,尤其是20日的全流域大暴雨,流域内各雨量站最大12 h降雨量平均值为171.0 mm,其中上游的东面雨量站最大12 h降雨量227.5 mm,为5月20日洪峰的形成创造了充分的条件。

(3)西河上游大型水库峻山水库的放水,洪峰到达恭城水文站时间与茶江河洪峰到达时间一致,是导致“2015·5”洪水的另一个重要原因。由于暴雨中心在西岭河上游的东面和群英,导致西岭河洪水暴涨,峻山水库开闸泄洪,于20日13时45分达到1 196 m3/s的泄洪流量峰值,其洪峰到达恭城站约6 h。同时,茶江河上游的嘉会水位站于16时出现峰值,其到达恭城站的时间约4 h。由于到达时间基本一致,洪峰的叠加,形成了这场特大洪水。

(4)起涨水位较高,涨幅大。前一场洪水尚未完全消退,受另一场的强降雨影响,洪水上涨快,水位从129.23 m起涨,最大涨率达0.63 m/h,涨水历时49 h,涨幅5.69 m。

(5)洪峰比较尖瘦,涨水段时间短,退水段时间长,符合山区河流洪水特性。

4 洪水频率分析

为判别“2015·5”洪水大小,进行了洪水频率分析。本次分析选用了恭城站1954~2014年(缺1965年)共60年的年最大流量资料,并加入了1877年的调查历史水位流量资料(较可靠),进行流量频率分析计算,按数学期望公式经验频率计算,再采用P-Ⅲ型理论频率曲线通过适线,根据相互参证、合理选用的原则确定各统计参数,得到恭城站洪水频率分析成果,确定恭城河“2015·5”洪水恭城水文站为超50年一遇洪水,为历史较大洪水。恭城水文站洪峰流量P-Ⅲ型目估适线成果图见图3。

5 结语

(1)桂江恭城河流域“2015·5”特大洪水,暴雨强度大、范围广,涉及整个流域,洪峰水位高、流量大,洪水来势凶猛、上涨速度快,是自恭城站1953年建站有实测水文资料以来的第二大洪水,为历史所罕见。造成恭城站的这一特大洪水,西河峻山水库下泄的洪峰流量与茶江河上游洪峰同时叠加是最直接因素。

(2)这次特大洪水,全县受灾人口近9万人,房屋倒塌580多间,造成了重大的经济损失。建议筹建恭城县城洪水预警预报系统,确保雨情、水情信息的畅通,提高洪水预报时效性和精度,为抗洪抢险赢取宝贵时间。

图3 恭城水文站洪峰流量P-Ⅲ型频率曲线图

(责任编辑:刘征湛)

Analysis of Gongcheng River storm flood occurred in May of 2015

WU Shu-cheng
(Hydrology and Water Resources Bureau of Guilin City,Guilin 541001,China)

In May of 2015,there was so much storm rainfall in the upper reaches of Gongcheng River that Gongcheng hydrological station has seen an infrequent serious flood second only to the flood occurred in 1953 as re⁃corded.Based on analysis of this storm rainfall and following extraordinary flood,the author studied the characteris⁃tics of storm flood in Gongcheng River basin,so as to improve the timeliness and accuracy of flood prediction.

Storm rainfall;extraordinary flood;frequency analysis;Gongcheng River basin

P333.2

B

1003-1510(2016)02-0026-03

2015-12-28

吴树诚(1984-),男,广西恭城人,桂林市水文水资源局助理工程师,学士,主要从事水情预报工作。

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