托里县春季突发性洪水调查分析

尚滋沅

（塔城水文勘测局新疆塔城834700）

托里县春季突发性洪水调查分析

尚滋沅

（塔城水文勘测局新疆塔城834700）

本文根据托里县气象站降水、气温等资料，对极端天气过程影响下的托里县春季突发性洪水进行了调查计算，分析了气候与水资源的变化，最后提出了水利工程建设和防汛工作的建议及措施。

突发性洪水；调查；分析

1　概况

托里县位于新疆准噶尔盆地西北缘断山区，东西分别与克拉玛依市、裕民县相邻，南与乌苏市、博尔塔拉蒙古自治州交界，西南约有20km边境线与哈萨克斯坦接壤，北与额敏县相望，东北与和布克赛尔蒙古自治县相接，地理坐标介于东经82°28′～85°20′、北纬44°58′～46° 24′之间，面积19696km2，为塔城地区土地面积较大的县之一，草场资源和矿藏资源丰富。城区布置呈南北向，地势走向南高北低，地面坡降大。由于本区域处在干旱地区，风蚀作用强烈，气候干燥，植被稀少，环境恶劣，生态系统脆弱，气候灾害类型繁多，其中以干旱、沙尘暴、干热风、暴雨、冰雹、低温、霜冻、暴风雪最为突出。［1］

2　突发性洪水成因分析

托里县的洪水按成因可分为融雪型、降雨型和混合型三种。融雪型洪水发生春、夏季，完全受气候的影响，春洪主要以中低山区积雪融化为主，洪水灾害为暴雨洪水，多发生在夏季，雨量集中，历时不长，但来势凶猛。由于南面地形自然坡降大，是洪水形成灾害的主要原因，威胁人民的生命财产安全。

造成春季突发性洪水的原因是冬季降雪量偏大，春季气温偏高，并且连续回升，又突然遇到较大的降水天气过程，降水产生的强度也很大，再加上融雪型径流，此类洪水则峰高量大，一般出现在3月底至5月初，对下游水工建筑物电站、水库、灌渠、居民区等会产生一定的影响。

2.1降水

由于受大气环流、地理纬度、地形等因素影响，气候特点是冬季严寒而漫长，春季升温不稳定，夏季短促而凉爽，秋季降温快。托里县降水量年内分配不均匀，季节和各月变化悬殊。根据托里县气象站资料统计，降水主要集中在盛夏初秋，连续最大4个月（5月～8月）降水量占年降水量的58.3%；冬季（12月～2月）为降水量最小的季节，仅占年降水量的9.3%。托里县气象站多年平均年降水量250.6mm，一次最大降水量为34.3mm。最大积雪深＞40cm，出现于1988年。春秋季老风口以东地区易形成低压槽，多大风，多年平均风速2.3m/s，瞬时最大风速可达38m/s，大于或等于8级大风日数年平均38天，多出现在4月～8月，一年之中，风向以南风、东南风出现频次最高，尤其是冬季。

统计托里县气象站1957年设站以来最大日降水量，5月份出现12次，6月份出现15次，7月份出现17次，8月份出现9次，9月份出现6次。一年中，7月份出现频次最高，大暴雨又以气温较高的6月、7月份出现次数多，主要受流域地形、地貌，气候及水汽输送条件影响。月降水量柱状图见图1。

近年来，极端天气过程及异常气候事件频繁发生，降水异常偏多，积雪异常偏厚，2010年3月份，区域天气过程更加频繁，气温回升，降雨增多，3月16日～18日额敏县气象站降雨量12.8mm、托里县气象站降雨量6.4mm、裕民县气象站降雨量20.6mm。降雨对融雪的影响不仅在于它带来的热量，而且它能破坏积雪原来的固体结构，引起积雪物理特性的变化（如孔隙扩大），加速融雪过程。

2.2强寒潮天气过程

2009年12月～2010年2月共发生4次寒潮天气过程，特别是2010年1月25日2月2日，受西西伯利亚强冷空气南下东移的影响，塔城地区出现强寒潮天气过程，各地普遍出现了小量的降雪，裕民县达大量，塔城盆地四县（市）出现1～2小时短时降水；同时各地普遍出现5级左右偏西风，额敏、裕民、托里出现大风，瞬间极大风速24.2m/s；23日夜间开始各地相继转晴，气温急剧下降，各站最低气温均降至-20℃以下，其中塔城、额敏、托里最低气温达-27.4℃、-26.0℃、-24.8℃，24小时最低气温分别下降20多度。24日夜间至25日白天塔城各地再次遭受降雪天气袭击，塔城盆地普降小雪，其中塔城市达中量，同时各地普遍出现5级左右偏西风，风口地区出现8～9级偏西风，玛依塔斯风口受风力影响封锁交通；降雪天气导致盆地积雪深度骤增，盆地四县市除托里积雪深度为14cm外，其余各站均在25cm以上，其中塔城测站积雪深度39cm，气温降至-21℃度。连续的强降温、降雪，使塔城地区的积雪深度迅速增加，主要冬牧场平均积雪厚度达26cm左右，部分牧场达20cm～50cm，最深处达70cm，牲畜无法外出觅食，造成区域出现白灾，损失较重。

图1　托里县气象站月降水量分配柱状图

2.3强降雪天气过程

由于受北方南下冷空气和西南暖湿气流的共同影响，2010年1月21日～24日，塔城地区出现大范围的降雪天气，降雪主要集中在塔城盆地，其中：塔城、额敏、裕民、托里降水量分别为45.9mm、46.8mm、46.4mm、34.3mm，均突破50年来1月份降水量的极值，强降雪使得塔城盆地积雪深度猛增，山区积雪厚度在100cm以上，最大积雪深度为近50年来的第二位。

截止2月底，塔城北部前山区冬季稳定积雪偏大于去年同期及历年均值。塔城市平原调查点冬季稳定积雪偏大于去年同期及历年均值一倍以上，见表1。稳定冻土层厚度平均80cm，偏厚于去年同期及历年均值。实测积雪密度平均0.24g/cm3，积雪密度偏大于去年同期值，接近历年均值。

2.4气温

据托里县气象站资料统计，托里县年平均气温为5.3℃，历年最低气温-36.6℃，历年最高气温40.2℃，最大日温差27.1℃，气温日、年较差大；实测最大冻土深1.54m；无霜冻日数140天，终霜期最早为4月上旬，最晚在5月底。

全年最多风向为南风，山区盛行东南风。著名的老风口风速较大，风口风力≥12级。形成这种地方性大风的原因主要是特定地形和大气环流共同作用所致。多年月平均最大风速10.1m/s，历年瞬时最大风速38.0m/s。详见表2。

2010年3月份，气温明显回升，3月15日～17日塔城盆地出现明显升温过程，额敏县17日最高气温达13.9℃，托里县17日最高气温9.4℃，裕民县17日最高气温12.7℃。随着气温急剧回升并受降水影响，造成积雪迅速融化，加上地表土层尚未解冻，地面与积雪之间形成冰水夹层，融雪水迅速形成坡面汇流。积雪密度的变化主要受影响的因素是由辐射而引起的热量变化，这是融雪的重要原因。

表1　塔城市平原区调查点积雪情况对比分析表

表2　托里县气象站气象要素统计表单位：℃

3　调查资料推算洪峰流量

洪水调查位于托里县阿合别斗乡新林村，洪沟穿过新林村；铁斯巴汗水库上游约3km处；库甫水库坝址上游S318省道大桥处。此次洪水带有融雪加冰盖冲击乡场后，继续汇流冲击县城，受灾面积大。计算成果见表3。

（1）比降法［2］

在匀直河段上，若各个断面的过水面积变化不大，可以忽略各断面流速水头的变化，则可将水面比降代入曼宁公式计算：

（2）比降-面积法［3］

当水流情势为恒定流时，洪峰流量计算公式如下：

表3　托里县洪水调查计算成果表

4　结语

此次托里县的洪水是由特殊的气象、地形、地貌条件下产生的。通过对暴雨洪水的调查计算，提出以下看法：分析暴雨洪水时应考虑气候条件及暴雨特征对产流的影响，下垫面条件是影响产流的主要原因。这场突发性的洪水，给当地人民生命财产造成了严重的威胁和重大损失。从当前情况看，这场灾害是无法抗拒的，防洪标准低，基础薄弱、预测、预报、预警设施差，是目前迫切需要解决的问题。水利工程建设既要重视引水灌溉，也要重视行洪，要统筹兼顾。陕西水利

［1］托里县志（新疆地方志.2003）.

［2］水利电力部水利司.《水文测验手册》〔M〕.北京：水利电力出版社.1973.

［3］中华人民共和国国家标准GB50179-93《河流流量测验规范》〔M〕.北京：中国计划出版社.1993.

（责任编辑：唐红云）

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