杨 平
(晋中市水文水资源勘测分局)
清漳河属海河流域南运河水系,发源于昔阳县西寨乡白家川村沾岭山。清漳西源发源于和顺县横岭镇上北舍村八赋岭,在左权县上交漳村汇入清漳河。清漳河经左权下交漳进入峡谷地段,河道窄而曲折,至九腰会村以下出峡谷,经泽城、麻田入黎城县境,至黎城下清泉村入漳河。清漳河在晋中市的流域面积为3 608 km2。
清漳河坡度较陡,流域内多山,主要地类为石质山区和土石山区,地势高陡,山峦起伏,沟壑纵横。从地形上看西北部高,东南部低,水由西北流向东南。清漳河流域自然灾害频繁,霜冻、冰雹、风害时有发生,干旱现象比较严重。全年降水主要集中在汛期,又多以暴雨形式出现,经常发生洪涝灾害。其中,以1963年8月6日的洪水最大,刘家庄水文站实测洪峰流量达5 660 m3/s;其次为1996年8月4日的洪水,洪峰流量为4 780 m3/s。
2016年7月19日,晋中市东部山区突发暴雨。暴雨洪水特性如下:
这次暴雨涉及范围广,包括山西、河北、北京、天津、河南、山东等省市,均出现大暴雨、特大暴雨。晋中市主要发生在子牙河水系的松溪河、南运河水系的清漳河,涉及行政区域范围以和顺、左权两县为主。据调查,清漳河流域内24 h降雨量,100 mm以上笼罩面积1 326.5 km2,占流域面积的32.0%;200 mm以上笼罩面积483.8 km2,占流域面积的11.7%;300 mm以上笼罩面积182.0 km2,占流域面积4.4%(详见表1)。
表1 清漳河流域20160719暴雨24 h笼罩面积统计表
本次暴雨最早从7月19日4:00开始,最晚于7月20日23:00结束。据流域暴雨中心大雨门站观测资料:最大1 h降雨量达到了97.0 mm,重现期250 a一遇;最大6 h降雨量达到了272.2 mm,重现期500 a一遇;最大24 h降雨量达到了514.8 mm,重现期超500 a一遇;最大3 d降雨量达到了517.8 mm,重现期达170 a一遇。暴雨中心的大雨门站24 h降水量达514.8 mm,占次暴雨量517.8 mm的99.4%。相应时段降水量经过对比分析,均超过1963年、1996年相应频率的降水量,可见本次暴雨降水强度之大,实属罕见。流域典型站时段雨量重现期对比分析见表2。
表2 典型站时段雨量重现期分析成果表
我们依据暴雨中心分布情况,沿清漳河自上而下分别以洪量调查点许村、芹泉控制断面为主,将清漳河分为两段,进行上下游洪量对照分析。从主要调查河段洪量计算成果可知:
2.3.1 上游—许村河段
清漳河许村断面以上有位于暴雨中心(也是此次洪水主要来源)的松烟河汇入,松烟河雷庄控制面积193 km2,洪水总量0.554 6×108m3。而清漳河干流上有蔡家庄水文站,控制流域面积为460 km2,此次洪水洪量为0.097 5×108m3(含水库弃水),经还原分析,洪量小于许村断面洪水量0.554 6×108m3。
2.3.2 许村—芹泉河段
许村、芹泉断面控制面积分别为1 175 km2和1 468 km2,区间流域面积为293 km2,区间有西沟河、乔庄沟、拐儿西沟、庄沟河、禅房沟汇入。清漳河芹泉控制断面洪量为0.722 3×108m3,至许村洪量为0.554 6×108m3,符合上下游关系。
上述上下游洪水量对照分析结果表明,各河段的下断面洪水量均大于上断面洪水量与控制部分区间面积的支流洪水量之和。
2016年7月19日至20日特大暴雨,造成了清漳河流域1996年特大洪灾后建设的沿河公路、农田、基础设施几乎全部冲毁,洪水漫溢的河道更是普遍。主要受灾县情况如下:
和顺县境内遭遇强降雨过程,全县平均降雨量达191 mm,最大降水量大雨门雨量站达到517.8 mm。由于此次降水强度大,造成全县10个乡镇均发生不同程度的洪涝灾害,其中灾情最为严重的是青城镇和松烟镇。经过初步调查统计,全县涉及263个行政村,受灾人口44 297人;冲毁耕地528.38 hm2,农作物受灾面积4 054.61 hm2,经济林受灾面积137.97 hm2;倒塌房屋3 614间,损毁公路153.7 km,因灾受损企业及养殖园区84家,桥梁、堤坝、通信、电力等基础设施受损严重;全县失联和死亡人员5人;共计造成直接经济损失约8.17亿元。
左权县境内出现强降雨,局部地区降雨量达到200 mm以上。据水文监测数据显示,水峪沟、庄上、漳漕分别达到208.6 mm、185.6 mm和133.6 mm,加之上游河水猛涨,导致洪灾发生。全县10个乡镇不同程度受灾,涉及全县110多个村庄,受灾人口达5万余人,占全县农业人口的37%,临时转移4 325人,紧急集中安置262人;冲毁沿河农田,农作物受灾较重。特别是拐儿、芹泉、羊角、麻田4个乡镇损失严重,短短2 d,农田被淹、公路垮塌、电力中断、通讯信号不通、水利设施冲毁、房屋倒塌。据不完全统计,全县因灾造成直接经济损失达8.07亿元。
20160719暴雨成因,主要是地面气旋和高空低涡共同作用造成的。地面气旋和高空低涡从江淮一带自西南向东北移动,为暴雨形成提供了动力条件;而高空西南气流和低空东南风输送了源源不断的水汽,加上西太平洋副热带高气压东部阻挡作用,使得降雨持续时间延长;冷空气和暖湿气流在华北、黄淮一带与冷空气剧烈交汇,形成了较强的黄淮气旋。在上述天气系统的影响与作用下,导致了7月19-20日强降水天气的发生和发展,使晋中市东山地区出现了至“19630806”、“19960804”暴雨洪水以来最强的降水天气过程。
这次暴雨从晋中市东南方向由河北境内进入,随着暴雨天气系统的运动,降雨的开始结束时间自东南向西北方向移动,大雨门、柳科在7月19日4:00开始降水,松烟等站在5:00之前开始降水,阔地、芹泉、下交漳、等站在6:00之前开始降水。本次暴雨强度大,且暴雨集中,阵性降水明显。
局部短历时特大暴雨引发的洪水过程,虽然洪峰流量不大,洪水总量相对较小,但短时间内洪水暴涨暴落,破坏性较强,加之省道318及汾邢高速连接线桥涵设计标准低,引发洪水漫溢,造成沿河村落、农田及基础设施等受灾严重。
为了充分认识本次洪灾形成的原因,特将清漳河流域19960804特大暴雨洪水过程与本次暴雨洪水过程进行了对比分析。流域内暴雨特征值见表3,调查断面洪峰流量统计见表4。
表3 清漳河流域代表站暴雨特征值统计表 单位:mm
表4 各调查断面洪峰流量统计表
从表3可以看出,19960804暴雨特征值均大于20160719暴雨。特别是对洪峰影响较大的24 h暴雨值,两场暴雨过程基本相似,但各有特点:19960804暴雨相对持续时间长且时程分配较均匀(降雨历时3-5 d),而20160719暴雨短历时强度大(降雨历时35 h),时程分配不均但暴雨相对集中。由此可见,局部地区短历时暴雨强度大,短时间内洪水暴涨暴落,是致使20160719暴雨洪水灾害严重的一个主要原因。
从表4可以看出,19960804暴雨属全流域暴雨,沿程由于各支流洪水的汇入叠加,洪峰流量逐渐增大,致使沿途特别是下游涉县发生特大洪灾,粮田被冲毁1.33万hm2,房屋倒塌8万余间,死亡104人,被毁公路650 km,直接经济损失32.33亿元;而20160719暴雨属局部地区短历时暴雨,主要发生于清漳河支流松烟河,洪峰、洪量均小于19960804暴雨洪水,泽城西安水电站(即下交漳水库)充分发挥消减洪峰作用(导流洞下泄流量700 m3/s),有效减少了下游河北省涉县的洪水压力。在晋冀两地的协调配合、科学调度下,涉县被冲毁田地6 666.67 hm2,房屋倒塌1万余间,因灾死亡6人,失踪3人,被毁公路100 km,损失明显降低。
近20年来,特别是1996年特大洪水发生以来,清漳河沿河村镇为扩大耕地面积,拦河筑坝,围河造田,没有给洪水留足出路,河道过水能力减小,大洪水来临时渲泄不及,势必造成水位抬高,洪水泛滥。20160719暴雨强度之大,实属罕见,损失惨重,教训深刻。因此,对清漳河流域的防洪问题,应引起各级有关部门的高度重视,并采取适当的防范措施。
在河道治理上,一定要算清水帐,讲究科学。由水利部门按照防洪标准要求,统一规划设计,给洪水留足出路,坚决防止盲目治理。杜绝在河床任意种树,更不能盲目围河筑坝造地。合理选择桥型,以利于大型漂浮物通过,禁止修建不符合要求的桥涵。
暴雨径流是山洪形成的诱导因子,要通过坡改梯、造林种草、打坝拦沙等水土保持措施,改善恶化的生态环境,改变暴雨的产汇流时间与机制,有效削减洪峰,以减小山洪灾害发生的几率。
在全面调查山洪灾害的基础上,分析山洪灾害威胁区分布状况、影响范围和危险程度,编制山洪灾害防治区划,确定山洪灾害危险区、警戒区和安全区,以指导防洪工程建设。
在已建成的县级山洪灾害监测预警平台基础上,完善水情、雨情监控系统,实现洪水遥测,构建高效的应急响应体系。当遭遇极端天气或山洪时,能够准确及时地将监测到的数据传输给防控中心,使防汛部门能够及时掌握洪水情况并进行有效的防御。
通过电视、广播、手机等媒体,大力宣传防洪减灾知识,提高居民的防灾意识和自救技能,变被动防洪为主动避灾,以保证人的生命安全,最大限度地减轻财产经济损失。加强基层专业干部的培训教育,使其掌握山洪灾害的判别、预警、避灾等基本知识,以便迅速有效地应对突发洪灾。开展多方位、多层次的山洪预警演练,树立群众山洪防御的危险意识,明白各种预警信号,掌握山洪灾害发生时逃生路线和紧急避险方法,以防患于未然。