水阳江流域台风“利奇马”暴雨洪水调查及分析

郝 嘉

（芜湖水文水资源局,安徽 芜湖 242000）

1 流域概况

1.1 河流水系

水阳江发源于浙江天目山山脉,流域面积10385 km2,为长江下游一级支流,干流长273 km。上游有三条支流,分别为东津河、中津河、西津河,流域坡面和河道坡降大,源短流急。流经宣城后即进入圩区,经新河庄后进入下游水网区,流经水阳镇西陡门后称运粮河,至花津后称姑溪河,在魏家渡汇青山河后由当涂金柱关入长江。水阳江最大支流为右岸的郎川河,流域面积2526 km2,郎川河直接与南漪湖相通,经湖泊调蓄后,通过北山河在新河庄汇入水阳江；此外,支流还有华阳河、夏渡河等。

1.2 水文站网

流域内的水文站网主要有：沙埠水文站设立于1958 年,2014 年开始流量停测,为水阳江东支的东津河总控制站,流域面积890 km2,历年最高水位64.80 m,实测最大流量3240 m3/s。河沥溪水位站为中东津河控制站,1952 年设站,控制流域面积1265 km2,在1958 年～1966 年有过流量测验资料,水位观测至今,实测最高水位54.83 m。下游2 km 有宁国水文站,设立于2014 年,控制中东津河流域面积1325 km2。西津河上有港口湾水库,2002 年10 月竣工,其坝址距西津河口约20 km,坝址以上河道长约74 km,流域面积1120 km2,其中入库站胡乐司以上流域面积为492 km2。

宣城站和新河庄站均为水阳江干流控制站,两站相距30 km,宣城站以上集水面积为3410 km2,实测最高水位19.38 m、实测最大流量7700 m3/s。在宣城站断面以下2 km 处水流分为两支,东由双桥入南漪湖,西由东溪桥经新河庄汇入长江,新河庄加信村控制面积7594 km2,新河庄水文站实测最高水位14.64 m；最大流量1900 m3/s。2003 年底南漪湖控制工程双桥闸与马山埠闸兴建后,改变了河道的原有特性。2013 年在中小河流水文监测系统建设中,双桥闸、马山埠闸均建设有中小河流水文站。

2 雨情、水情

2.1 台风概况

第9 号台风“利奇马”8 月4 日下午在西北太平洋洋面生成,7 日17 时加强为强台风级,23 时加强为超强台风。10 日1 时45 分前后在浙江省温岭市沿海登陆,登陆时中心附近最大风力16 级（52 m/s,超强台风级）,中心最低气压930 百帕。登陆后,“利奇马”经过浙江、江苏两省及黄海海域,“利奇马”是1949 年以来登陆浙江台风中第三强。受“利奇马”和冷空气的共同影响,8 月8 日～13 日,江南东部、江淮东部、黄淮大部地区等地累计降水量一般有50 mm～250 mm；其中,局部地区累计降水量超过400 mm。

据国家气候中心台风灾害风险评估模型统计显示,“利奇马”的风雨综合强度指数为158.6,为1961 年以来最大。此次台风造成安徽省宣城市宁国市、广德市、绩溪县、宣州区、郎溪县5 县地区受灾严重。截止到12 日1 时统计,受灾人口13.18 万人、紧急转移安置2.02 万人、死亡4 人、失联5 人；农作物受灾面积5.97 千公顷、倒塌房屋364 间；直接经济损失4.37 亿元,其中农业损失5634.8 万元、基础设施损失2.98 亿元。

2.2 雨情

受今年第9 号台风“利奇马”影响,8 月9 日8 时至11 日8 时,水阳江流域发生大暴雨到特大暴雨；且降水空间分布不均、时空分布广——暴雨中心位于中东津河中上游及郎川河上游,累计最大点降雨量为郎川河上游牌坊站386 mm。

本次降雨的另一个显著特点是强度大。多站最大1h、3 h、6 h、12 h、24 h 降雨量居历史第一位,多站最大1 h、3 h 和6h 重现期接近、达到甚至超百年一遇。

2.3 水情

本次洪水主要发生在水阳江流域,水阳江新河庄以上超保证水位,下游水阳站超警戒水位。东津河沙埠站、中东津河宁国站、郎川河上游卢村水库发生超历史洪水。

（1）水阳江上游

东津河沙埠站自8 月10 日12 时20 分58.20 m 起涨,8 月11 日1 时涨至洪峰水位64.87 m,超历史最高水位0.07 m。

中东津河宁国水文站自8 月10 日8 时42.10 m 起涨,8 月11 日3 时25 分涨至洪峰水位49.87 m,相应流量3730 m3/s,涨幅7.77 m,是2014 年建站以来最高水位、最大流量。

（2）水阳江干流

宣城站自8 月10 日17 时30 分水位10.01 m 起涨,11 日8 时20 分超保证水位,当天14 时34 分涨至洪峰水位17.38 m（保证水位16.50 m）,超保证水位历时11 时9 分（11.15 h）,超警戒水位历时18 小时4 分（18.1 h）。洪峰水位在历史排位中居第10 位,洪峰流量3400 m3/s,在历史排位中居第13 位。

新河庄站自8 月10 日19 时20 分水位9.68m 起涨,11 日12 时30 分超保证水位,11 日19 时50 分涨至洪峰水位12.85 m（保证水位12.50 m）,超保证水位历时12 h,超警戒水位历时38.5 h。洪峰水位12.85 m 在历史排位中居第11 位,洪峰流量1870 m3/s,在历史排位中居第2 位。

水阳站自8 月10 日20 时28 分9.50 m 起涨,8 月11 日6 时发生超警戒水位,当天20 时达洪峰水位11.62 m,水阳站超警戒水位历时30 h。水阳江流域各主要水文、水位站洪水特征值见表1。

表1 水阳江流域各站点洪水特征值统计表

3 暴雨洪水调查

3.1 暴雨调查

根据安徽省雨水情查询系统和浙江省提供的周边雨量站所记录雨量情况,结合宁国山区地形及水务部门提供的受灾情况,调查组确定南极乡、甲路镇等为重点调查对象。

调查工作严格按照《水文调查规范》（SL 196-2015）进行。盛雨器按器具的不同情况分别量算：缸口部分有明显刃状者,以刃尖为准量算口径,其他容器（如正方形、长方形）,视其形状量取有关数据。降雨量=盛雨器体积／盛雨器器口面积。调查结果表明暴雨中心在安徽与浙江交界的宁国市南极乡一带。阳江上游宁国市2019 年8 月9 日至11 日暴雨等值线见图1。

图1 水阳江上游宁国市2019 年8 月9 日至11 日暴雨等值线图

3.2 沙埠站洪水调查

沙埠站为东津河控制站,测站控制条件良好,洪水均在沙埠归槽,本文通过沙埠站历史综合水位流量关系线（高水延长）和洪水调查（曼宁公式）两种方式对洪峰流量进行推算和相互验证。

沙埠站河道控制良好,冲淤变化不大,断面稳定,水位流量关系中高水稳定,历年综合水位流量关系见图2。

图2 沙埠站历年综合水位流量关系

3.2.1 历年综合线高水延长

沙埠站历史实测最大流量为1996 年6 月30 日采用缆道流速仪施测,实测流量3230 m3/s,相应水位64.24 m。历史实测最小流量为2008 年1 月7 日采用流速仪涉水施测,实测最小流量2.23 m3/s,相应水位55.92 m。

在历年综合曲线中,实测流量水位变幅为8.32 m,按照《水文资料整编规范》（SL 247-2012）中相关要求,该综合曲线的高水部分可以延长实测流量水位变幅的30%,即可上延2.50 m～66.74 m,本次仅延长至64.87 m 是合理的。另外,从该站多年大断面对照可以看出,断面变化不大,其综合水位流量关系较稳定。

通过上述历年综合线上部延长,查算本次洪峰水位64.87 m 对应流量为3980 m3/s。

3.2.2 洪水调查流量推算

本次主要对沙埠站上下游洪痕、断面等情况进行了调查,根据规范要求对洪痕高程、大断面进行测量,所有实测高程均从沙埠站基本水准点进行引据。调查洪痕及断面位置示意图见图3。

图3 调查洪痕及断面位置示意图

调查河段洪峰流量的推求：沙埠站“8.10”洪水洪痕调查成果见表2。糙率等参数选用依据水文手册和宁国市城市防洪规划成果；根据沙埠站洪峰水位和本次实测断面资料采用曼宁公式对该站洪峰流量进行推算,推算洪峰流量为4320 m3/s,推算成果见表2。

表2 沙埠站洪峰流量推算表

通过上述两种方法,查算和推算的洪峰流量分别为3980 m3/s 和4320 m3/s,两种方法所得流量基本一致、无量级上差别,考虑综合水位流量关系相对精度更高,故确定本次洪水沙埠站洪峰流量为3980 m3/s。

4 暴雨分析

4.1 短历时暴雨分析

受今年第9 号台风“利奇马”影响,9 日～11 日宁国市降暴雨、特大暴雨,较大点雨量站与历史资料或附近站点历史资料对比,上门站、洪家塔站、石河站、虹龙甸站最大1 小时雨量排历史第1 位；上门站、洪家塔站、刘家坞站、石河站最大3 小时雨量排历史第1 位；上门站、桃山、洪家塔、石门站最大6 小时雨量排历史第1 位；牌坊站、耿村站、茅田站等最大12 小时雨量排历史第1 位；牌坊站、耿村站、茅田站等最大24 小时雨量排历史第1 位；水阳江河沥溪以上流域最大24 小时面平均雨量178.3 mm,排历史第二位（第一位：1961 年,189 mm）,重现期约40 年一遇（资料系列1950 年～2018 年）。

4.2 面雨量重现期分析

计算站点以参加整编的7 个预报根据雨量站进行分析,考虑1980 年以前站点不同时期密度不一,1980 年以后参加整编的7 个雨量站资料系列一直延续至今,故1980 年后按照7 站计算,1980 年前按照实有站统计,经排频计算（按长委流域规划CS/CV=3.5）,沙埠站以上最大1 日雨量重现期为47 年一遇,见图4。

图4 沙埠站以上流域最大1 天雨量频率曲线

5 洪水分析

5.1 与历史典型大水年份比较

中华人民共和国成立后,水阳江洪涝灾害比较严重的大水年,主要有1983 年、1991 年、1996 年和1999 年,这几次大水的暴雨成因甚为相似,均为梅雨期涡切变类型暴雨。大水年份水阳江新河庄站以上主要站点降雨情况及洪水特征统计见表3。

表3 水阳江新河庄以上主要站建站以来大水年洪水特征统计表

5.2 沙埠站洪水量级评价

沙埠站洪峰水位64.87 m,经洪水调查,利用历年水位流量关系综合线高水延长法和洪水调查流量推算法,查算和推算的洪峰流量分别为3980 m3/s 和4100 m3/s,两种方法所得流量基本一致、无量级上差别,考虑综合水位流量关系相对精度更高,故确定本次洪水沙埠站洪峰流量为3980 m3/s。根据历年沙埠站流量排频计算（按长委流域规划CS/CV=3）,此次洪峰流量重现期50 年一遇,见图5。

图5 沙埠站年最大流量频率曲线图

6 结论与建议

6.1 结论

（1）本次台风洪水过程,沙埠、河沥溪、宁国站均发生超历史洪水,其中沙埠站水位、流量分别为46 年、50 年一遇,河沥溪站水位还原计算后为52 年一遇。

（2）根据暴雨调查结合雨量站网监测情况,大部分雨量站点完整监测到本次特大暴雨过程,本次在站网布局外各调查获取各点雨量与现有站网监测的雨量量级相当。通过洪水模型演算也能确认本次雨量站网监测数据与洪水过程是匹配和一致的。

6.2 建议

（1）考虑山区在气候极端恶劣条件下正常通讯无法确保,建议布设一定密度的卫星通讯雨量站点,同时现有雨量站点应增设雨量数据本地存储功能。

（2）焦点、重点的水位站、水文站应配备光纤、4G 双通道视频监控系统,当发生暴雨洪水能够通过视频监控校核水位及了解河道洪水情况。

（3）在水文应急监测中应配置应急水位观测设备,当河段水位发生故障时,在道路交通条件允许前提下可采用非接触雷达水位计等先进仪器设备开展水文测报,以记录完整洪水过程。