烂泥湖水系暴雨洪水特性及遭遇分析

廖小红，罗 雷，王维俊，贺方舟，黎昔春

（湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南 长沙 410007）

1 水系及水文站网情况

烂泥湖水系位于洞庭湖十一个重点堤垸的烂泥湖垸内，位于湘资水尾闾，东临湘水及其支流湘水西支，南接湘江一级支流沩水，西靠雪峰山麓的丘陵地带，北隔资水干流及其东支毛角口河与长春垸、民主垸、湘滨南湖垸隔江相望。全垸东西宽约42 km，南北长约48 km，总集雨面积1 584 km2，其中丘陵区面积734.6 km2，平原区面积849.4 km2。烂泥湖垸及周边现有水文（位）站有桃江、益阳、沙头、杨堤、湘潭、湘阴等水文（位）站，气象站主要有益阳、湘阴、宁乡站。水系及水文气象站网分布详见图1。

图1 烂泥湖水系及水文气象站网分布图

2 降雨特性

根据益阳、湘阴、宁乡站雨量资料，烂泥湖水系全年平均降雨量为1 451.7 mm，5 月降雨量最大，为202.2 mm，占年降雨量的13.9%，12 月降雨量最小，为48.5 mm，仅占年降雨量的3.3%。烂泥湖水系降雨主要集中在4—6 月，各月降雨量均占年降雨的10%以上，累计降雨接近年降雨总量的41.1%，见表1。

表1 烂泥湖水系月降雨量特征表

烂泥湖水系益阳、湘阴、宁乡站不同时段暴雨（表2）可以看出，最大1 日暴雨大多出现在3—9 月，其中最多的是6 月，出现48 站次，占比27.1%，6—8 月出现113 站次，占比63.8%；最大3 日暴雨出现在3—11 月，其中出现最多的是6 月，出现47 站次，占比26.6%，5—7 月110 站次，占比62.1%；最大15 日暴雨出现在2—11 月，其中出现最多的6 月，出现46 站次，占比26.0%，4—6 月出现112 站次，占比63.3%。最大1、3 和15 日暴雨出现在6 月141 站次，占比26.6%，其次为5月，出现90 站次。宁乡、益阳、湘阴站不同时段暴雨包含关系见表3，年最大1 日暴雨发生在年最大3 日暴雨之中的次数为105 次，占比59.3%；年最大1 日暴雨发生在年最大15 日暴雨之中的次数为95 次，占比53.7%；年最大3 日暴雨发生在年最大15 日暴雨之中的次数为123 次，占比69.5%，其中完全包含的次数为114 次，占比64.4%，过程包含的次数为9 次，占比5.1%。

表2 烂泥湖水系不同时段暴雨月分布情况统计表

表3 暴雨历时长包短频次统计

3 外河水位特性

根据水文资料统计分析，益阳、沙头、杨堤、湘阴4 站的多年平均月均最高水位均出现在7 月，分别为31.95 m、31.74 m、31.16 m 和31.01 m，益阳站、沙头站和杨堤站6 月次之，湘阴站8 月次之；益阳站年最高水位主要出现在6、7 月，计37 次，占62.7%；沙头站年最高水位主要出现在6、7 月，计44次，占74.6%，其中7 月出现27 次，占45.8%；杨堤站年最高水位出现在7 月的次数最多，达31 次，占比52.5%；湘阴站年最高水位出现在7 月的次数最多，达35 次，占比59.3%，见表4。

表4 烂泥湖水系外河年最高水位月分布情况统计表

据历年洪水资料统计分析，湘阴站和湘潭站18 年同步出现洪水,占比30.5%，湘阴站和杨柳潭站44 年同步出现洪水，占比74.6%，说明湘阴站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影响；益阳站和桃江站51年同步出现洪水，占比86.4%，益阳站和杨柳潭站13年同步出现洪水，占比22.0%，说明益阳站的洪水主要受资水洪水的影响；沙头站和桃江站39 年同步出现洪水，占比66.1%，沙头站和杨柳潭站26 年同步出现洪水，占比44.1%，说明沙头站的洪水主要受资水洪水的影响；杨堤站和杨柳潭站40 年同步出现洪水，占比67.8%，说明杨堤站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影响。

4 雨洪遭遇分析

益阳站最大3 日暴雨和沙头站最高3 日平均水位遭 遇 或 过 程 遭 遇 的 年 份 为1969，1977，1983，1994，1995，2009，2012，2013 和2017 年，占15.3%，且年最大3 日暴雨起始日均早于最高3 日水位起始日；其余年份益阳站出现最大3 日暴雨相应时段内的沙头站3 日平均水位比当年最高3 日平均水位低0.60～6.30 m；外河沙头站出现最高3 日平均水位时，益阳站只有30 年出现降雨，而且仅1983，1993，1994，2011，2013，2016，2017 年大于50.0 mm；益阳站出现最大3 日暴雨时外河沙头站3 日平均水位为28.11～35.46 m、多年平均31.26 m，沙头站3 日最高水位28.49～37.28 m、多年平均31.92 m。益阳站最大15 日暴雨和沙头站最高15 日平均水位遭遇或过程遭遇的年份共计23 年，占39.0%，其中益阳站年最大15 日暴雨起始日早于沙头站最高15 日水位起始日的占86.7%；其余年份益阳站出现最大15 日暴雨时段沙头站15 日平均水位比年最高15日平均水位低0.5～5.3 m。沙头站出现最高15 日平均水位时段，益阳站15 日累计降雨比最大15 日累计降雨低25.5～433.5 mm；益阳站出现最大15 日暴雨时沙头站15 日平均水位28.64～35.00 m、多年平均31.12 m，15 日最高水位29.45～38.06 m、多年平均32.94 m。

湘阴站最大3 日暴雨和最高3 日平均水位遭遇或过程遭遇的年份为1987 年和2007 年，占比3.4%；其余年份出现最大3 日暴雨相应时段内的3 日平均水位比当年最高3 日平均水位低0.90～9.70 m；外河出现最高3 日平均水位时，只有19 年出现降雨，且仅1982 年（25.4 mm）、1987 年（138.9 mm）、1993 年（60.7 mm）降雨量大于20.0 mm；出现最大3 日暴雨时外河3 日平均水位22.24～34.30m、多年平均28.79m，3 日最高水位22.82～34.90 m、多年平均29.18 m。湘阴站最大15 日暴雨和外河最高15 日平均水位遭遇或过程遭遇的年份共11 年，占比18.6%，且年最大15 日暴雨起始日均早于最高15日水位起始日；其余年份出现最大15 日暴雨时段15日平均水位比年最高15 日平均水位低1.20～7.70 m。外河出现最高15 日平均水位时段15 日累计降雨比最大15 日累计降雨低46.3～366.2 mm；出现最大15 日暴雨时外河15 日平均水位24.83～34.06 m、多年平均29.02 m，15 日最高水位26.51～36.23 m、多年平均30.60 m。

5 结论与建议

烂泥湖水系最大1 日、3 日、15 日暴雨大多出现在6 月，分别占比27.1%、26.6%、26.0%。年最大1 日暴雨发生在年最大3 日暴雨之中（3 包1）的占比59.3%；年最大3 日暴雨发生在年最大15 日暴雨之中（15 包3）的次数为123 次，占比69.5%，其中完全包含的次数为114次，占比64.4%，过程包含的次数为9 次，占比5.1%。

烂泥湖水系益阳、沙头、杨堤、湘阴等水文站的多年平均月均最高水位均出现在7 月；益阳站年最高水位主要出现在6、7 月；沙头站年最高水位主要出现在7 月；杨堤站年最高水位主要出现在7 月；湘阴站年最高水位主要出现在7 月。湘阴站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影响, 益阳站的洪水主要受资水洪水的影响,沙头站的洪水主要受资水洪水的影响, 杨堤站的洪水主要受南洞庭湖洪水的影响。

益阳站最大3 日暴雨和沙头站最高3 日平均水位遭遇或过程遭遇的年份占比15.3%；不遭遇年份益阳站出现最大3 日暴雨相应时段内的沙头站3 日平均水位比当年最高3 日平均水位低0.60～6.30 m；沙头站出现最高3 日平均水位时，益阳站只有30 年出现降雨，而且只有7 年同期的降雨量大于50.0 mm。益阳站最大15 日暴雨和沙头站最高15 日平均水位遭遇或过程遭遇的年份占比39.0%；不出现遭遇年份益阳站出现最大15 日暴雨时段沙头站15 日平均水位比年最高15 日平均水位低0.5～5.3 m。

烂泥湖水系外河水位变化特性既受湘、资水的影响，又和洞庭湖的水位变化密切相关，6—8 月外河一直处于高水位状态，而同时期内本地区暴雨存在“长包短”现象，由于不同时段暴雨之间的包含关系，在短历时暴雨前后，均有较长较大的暴雨过程，使土壤含水量接近饱和，产水量增加，使需要调蓄或外排的水量增加，致使本地区在现状排涝条件下出现洪涝灾害的几率大大增加，2016 年、2017 年就出现了严重的洪涝灾害。在分析研究烂泥湖水系暴雨洪水特性及遭遇的基础上，对本区域的洪涝灾害形成的机理及管控对策进行深入研究是非常必要的。