长沙市圭塘河2020 年“6.9”洪水总结与思考

陈 芳

（长沙水文水资源勘测中心，湖南 长沙 410014）

随着国家经济技术的发展，城市防洪已全面形成了以工程措施为主，非工程措施为辅的完整防洪体系。近几年来，受全球气候变化的影响，极端天气频发，大规模的城市建设带来的热岛效应，使得城市暴雨频发，洪涝灾害严重。在这种形式下，水文预报技术作为重要的非工程防洪措施，在提升城市防洪能力以及保障人民群众生活、生产安全方面发挥着非常重要的作用。

1 流域概况

圭塘河发源于雨花区跳马镇鸭巢冲水库，南北贯穿雨花区全境，在雨花区黎托街道花桥汇入浏阳河，河长28.27 km，流域面积125 km2，平均坡降2.7‰，多年平均径流量为1.0 亿m3。从发源地至洞井街道牛头桥为上游，牛头桥至盐船山圭塘坝为中游，圭塘坝至花桥河口为下游。

圭塘河由于城市开发利用，河流水文特征发生了明显变化，河道大部分被人为硬质化，部分河段河道较窄，河流的雨水调蓄能力不大。圭塘河补给水源主要来源于雨水、汇水、农田河塘库派水、城市工业和生活污水，使其来水形成了多样性。

圭塘河主要流经雨花区，下游左、右两岸分别为长善垸和合丰垸，其中长善垸达到200 年一遇防洪标准，合丰垸达到100 年一遇防洪标准，这两处堤垸以上均为岸线河段。圭塘河城区段河岸线设计防洪标准为100 年一遇，目前还有湘府路至时代阳光大道段长约2 km 河道岸线未达标。

2 “6.9”暴雨洪水过程及特点

2.1 暴雨过程

据长沙市气象台发布，此次降雨过程是由于长沙地区一直有很强的热力不稳定和水汽条件，在局地边界层触发抬升条件后，就形成了极端的短时暴雨。此次降雨时段是集中在2020 年6 月9 日晚上，长沙城区（主要集中在天心区和雨花区）普降大雨，局部地区大到暴雨，流域平均降雨量达85.1 mm。圭塘河流域各代表雨量站雨量统计表见表1。

表1 圭塘河流域代表站降雨特征值统计表 mm

2.2 暴雨特点

1）暴雨历时短。6 月9 日圭塘河流域降雨过程，主要集中在晚上21:00—23:00，历时仅3 h。

2）暴雨强度大。根据表1 可以清楚看到，除圭塘河上游降雨较少外，其中、下游降雨过程都到了暴雨及特大暴雨程度，根据暴雨预警信号，此次暴雨过程达到了暴雨红色预警。

3）降雨量大。6 月9 日，圭塘河流域平均降雨量为85.1 mm。流域上各代表雨量站，除上游嵩山站降雨量降水以外，其余站点累计日降雨量都超过100 mm。

2.3 洪水特点

6 月9 日，受强降雨影响（暴雨主要集中在长沙城区南部，涉及天心区和雨花区，以及长沙县地区），浏阳河支流圭塘河圭塘水文站水位从6 月9 日21 时30 分开始上涨，于9 日23 时10 分出现洪峰，洪峰水位38.18 m，水位在1.5 h 内上涨3.48 m。由于洪峰持续时间短，未实测到洪峰流量，但通过水力学方法并结合洪水调查资料，求得本次洪峰流量为238 m3/s。

这是圭塘站自建站以来第三大洪水过程。此次洪水过程主要有以下两个方面的特点。圭塘河控制站圭塘站水位过程线图见图1。

图1 柳叶湖景观带生态护岸设计图

图1 圭塘河圭塘站6 月9—10 日水位过程线图

1）洪水起涨快且急。从暴雨开始，到最后洪峰出现仅历时1.5 h。

2）洪峰持续时间短。从洪峰水位出现，随着暴雨停止，水位就开始快速下退，至水位退至34.80 m，历时16 h。

3 与“2019.6.21”和“2017.6.30”洪水过程对比分析

3.1 “2019.6.21”洪水过程

2019 年6 月21 日圭塘河圭塘站发生了较大洪水过程，水位从6 月21 日15 时开始快速上涨，并于20时30 分出现洪峰水位38.33 m，水位涨幅达3.8 m，随后水位又开始快速下降，整个过程是陡涨陡落。圭塘河流域各代表雨量站雨量统计表见表2。

表2 圭塘河流域代表站降雨特征值统计表 mm

3.2 “2017.6.30”洪水过程

2017 年6 月30 日圭塘河圭塘站发生了建站以来最大一次洪水过程。通过洪水调查得到圭塘河圭塘站洪水水位为38.66 m，出现时间为7 月1 日13 时15分。本次降雨过程是从6 月22 日至7 月2 日，是长沙市遭遇的最大一次洪水过程，很多河流都出现了超历史水位。而圭塘河流域的降雨过程主要集中在从6 月29 日至7 月2 日，圭塘河流域各代表雨量站雨量统计表见表3。

表3 圭塘河流域代表站降雨特征值统计表 mm

3.3 对比分析

三次暴雨洪水过程，都是经历了快涨快落，2017年的洪水过程由于受浏阳河洪水顶托影响造成退水历时较长，而2019 年和2020 年的洪水过程基本上是和降雨同时进行的，历时很短。三场洪水水位、降雨对比图见图2、图3。

图2 水位过程线图

图3 降雨过程柱状图

通过图2、图3 可以看出2019 年的洪水过程和2020 年的洪水过程很相似，基本上是随着降雨过程同时进行的，并且是快涨快落。而2017 年的洪水过程，由于降雨持续时间较长，加之受浏阳河洪水顶托影响，整个洪水过程持续时间较长，特别是退水持续时间长。

4 结 语

通过上述分析，圭塘河6 月9 日晚上发生的这场暴雨洪水过程具有降雨强度大、持续时间短、突发性强，洪水涨落急、洪水持续时间短、城市区域性灾害严重等特点，而且，圭塘河由于其快速地城市化进程，导致其河道天然的自然结构丧失，取而代之的是平直而硬质的河道，在此情况下，河流本身的雨水调蓄能力就丧失了，这也是导致圭塘河洪水易发频发的原因之一。另外，河道本身较窄，行洪面积小，造成了洪水水位高。

这种暴涨暴落的河流，对于水文测报工作的开展是有一定难度的。通过对比分析，如果再遭遇同样的雨情时，应根据经验分析判断洪水过程，加强对突发性暴雨造成的城市内河洪水的分析与研究，提前预判，不断提高洪水预报的时效性和精准性，更好地为防汛减灾服务。