商洛市災(zāi)害性暴雨洪水特征的初步分析

◎王智林 鞏中堂 張 普

◆1.作者系商洛市水文水資源勘測局副局長

◆2.作者系商洛市水文水資源勘測局工會主席

◆3.作者系商洛市水文水資源勘測局局長

1 引言

暴雨是產(chǎn)生洪水的先決條件。災(zāi)害性洪水是吞噬生命、制造災(zāi)情的罪魁禍首。分析暴雨洪水、認識現(xiàn)象規(guī)律，研究探索暴雨特性、掌握洪水的特點，為做好防汛工作提供科學(xué)依據(jù)、積累經(jīng)驗，在遭遇突發(fā)性暴雨洪水時能更加有效地防御和應(yīng)對，掌握防汛主動權(quán)，把洪水災(zāi)害造成的損失減輕到最低程度。

2 災(zāi)害性暴雨洪水

商洛自1952年設(shè)立第一個水文站以來，到2008年共監(jiān)測到大于5年一遇以上的洪水150余場。記錄的典型災(zāi)害性暴雨洪水有：1954年丹江、銀花河洪水，1957年洛河、丹江、金錢河洪水，1958年丹江、金錢河洪水，1964年乾佑河、丹江洪水，1965年洛河洪水，1967年乾佑河和旬河洪水，1970年丹江洪水，1972年旬河洪水，1983年金錢河、旬河和乾佑河洪水，1987年武關(guān)河、銀花河洪水，1988年丹江上游洪水，1998年丹鳳雙槽局部暴雨洪水，2002年旬河和乾佑河洪水，2003年洛河洪水，2005年旬河和乾佑河洪水，2007年武關(guān)河洪水。以上這些災(zāi)害性暴雨洪水都給當?shù)厝嗣袢罕娚敭a(chǎn)造成了慘重損失。

3 災(zāi)害洪水的基本特性

商洛特殊的地理位置決定了暴雨洪水多發(fā)，夏季日照強烈，地面熱力增強，在一定水汽條件和地形條件影響下，易發(fā)生短歷時高強度特大暴雨，如1998年7月9日丹鳳縣雙槽6小時40分降雨量超過1300mm，為世界罕見。另一方面，由于遠離水汽源地，水汽供應(yīng)不夠充分，雨強隨歷時呈驟減態(tài)勢，10h以上較長歷時的降雨，其強度遠遠小于沿海地區(qū)，如2002年6月9日佛坪、寧陜特大暴雨洪水，強降雨歷時在12h以內(nèi)。

分析歷年發(fā)生的暴雨洪水災(zāi)害，可以看出，境內(nèi)主要河流發(fā)生流域性洪水災(zāi)害相對在減少，而局部暴雨洪水災(zāi)害發(fā)生幾率增大。

一是局部性特點。秦嶺山脈高聳，地理地形獨特，山區(qū)小氣候特征明顯，具備形成地形暴雨條件，大暴雨多為局部性發(fā)生，發(fā)生的洪水災(zāi)害大多呈帶狀或局地小區(qū)域分布。二是突發(fā)性特點。商洛地處秦嶺腹地，山地分布廣，坡面陡峭填洼量少，產(chǎn)流和溝支漫流快，又因河流處于山地河源段或上游段，河谷狹窄，比降大，流速快，山洪來勢兇猛，突發(fā)驟發(fā)。三是夜發(fā)性特點。多年來積累的洪水資料表明，商洛的暴雨天氣過程，大多發(fā)生在下午以后，主雨多發(fā)生在晚上，洪水多發(fā)生在凌晨4～6時左右。四是暴漲暴落特點。峰量越大的洪水，峰型越尖瘦，漲落越急劇。

4 暴雨特征

4.1 暴雨的一般規(guī)律和特點

由于受西太平洋副熱帶高壓的影響，送來孟加拉灣和西太平洋上的水汽，在副熱帶鋒過境時往往出現(xiàn)大暴雨。另外，青藏高原東麓的西北低渦和西南低渦的襲擊，中、低層中、小系統(tǒng)的幅合作用，以及秦嶺對氣流的阻擋、抬升作用等，亦常在商洛形成大雨、暴雨和連陰雨。主要出現(xiàn)在4月～10月。

大雨日以6月～9月為最多，約占全年總數(shù)的2/3左右，大雨日數(shù)平均在4.9天～6.7天不等。暴雨以7月～9月為最多，約占全年總數(shù)的2/3，暴雨每年平均在1天～2天。至于稀遇的局部暴雨為數(shù)更多。連陰雨以9月～10月出現(xiàn)最多。1964年商南出現(xiàn)28天連陰雨，降水量高達324.4mm。連陰雨年年發(fā)生，一年最少有3次。

商洛發(fā)生暴雨最早的時間在3月份，最遲為10月份。屬大陸性季風氣候，夏季盛行東南風，北太平洋副熱帶高壓增強，熱帶海洋氣團北移，氣溫增高，在前汛期暴雨降水范圍小，強度大；盛夏時暴雨范圍大，強度大；初秋暴雨范圍小，強度小。主要有以下幾個特點：

（一）短歷時、小面積、高量值的局部暴雨次數(shù)較多。

夏季暖濕空氣北上，冷空氣活動頻繁，冷暖空氣激烈交匯的結(jié)果往往形成強烈的暴雨。如1983年8月5日15時至17時20分，發(fā)生在丹鳳縣豹皮溝特大暴雨，歷時2小時20分，中心雨量373mm，大于50mm以上雨區(qū)104km2；1988年8月4日23時至5日3時，丹鳳縣寨子溝發(fā)生特大暴雨，中心區(qū) 4h降雨量達262.8mm，大于100mm的面積20km2；1998年7月9日18時至10日0時40分，丹鳳縣雙槽鄉(xiāng)寬坪村6小時40分降雨量超過1300mm，大于100mm以上雨區(qū)面積152.5km2。同時在9日22時至10日6時，在直線距離30公里的商南縣清油河鎮(zhèn)吊莊村出現(xiàn)第二個雨區(qū)，8h雨量超過1000mm，大于100mm雨量籠罩面積為105.5km2；同年8月25日至26日，在商南縣青山鄉(xiāng)發(fā)生特大暴雨，中心雨區(qū)6h雨量達328.1mm，大于100mm雨量籠罩面積為100km2。

（二）區(qū)域性、跨流域、較大面積暴雨偶有發(fā)生。

1987年6月4日18時至5日14時，在丹江右岸支流銀花河和左岸支流武關(guān)河發(fā)生了特大暴雨，18時暴雨由銀花河與金錢河分水嶺開始，向丹鳳及下游方向跨越丹江弧線形移動和回撤，銀花河主雨時段在20時至次日10時，武關(guān)河主雨時段在5日0時至5時。2002年6月8日至9日，受佛坪、寧陜特大暴雨影響，在旬河流域發(fā)生了特大暴雨，主雨時段12h降雨超過200mm，大于100mm雨量籠罩面積2628km2。2003年8月28日 20時至29日8時，洛南縣永豐一帶發(fā)生了特大暴雨，主雨時段6h降雨接近200mm，大于100mm雨量籠罩面積1223km2。2007年7月28日 20時至29日2時，在丹鳳縣鐵峪鋪出現(xiàn)特大暴雨，6h點最大雨量169.5mm，29日20時至30日8時在武關(guān)河巒莊和商南縣縣河再次出現(xiàn)特大暴雨，主雨時段商南縣城6h降雨量145mm。

（三）暴雨發(fā)生的季節(jié)性。

商洛市暴雨主要出現(xiàn)在夏季風盛行的季節(jié)，集中在6月～8月，其中100km2范圍以內(nèi)的局部暴雨主要發(fā)生在7月～8月。較大范圍的暴雨在6月發(fā)生的有：1987年6月5日丹江流域的竹林關(guān)、武關(guān)暴雨，2002年6月9日旬河流域暴雨。較大范圍的暴雨在8月發(fā)生的有：1988年8月13日秦嶺主脊兩側(cè)的暴雨，100mm以上雨量籠罩面積624km2；2003年8月28日洛南特大暴雨。在7月發(fā)生的較大范圍的暴雨有：2007年7月28～30日武關(guān)河和商南縣河暴雨。

（四）與地形關(guān)系密切。

1988年8月13日秦嶺主脊兩側(cè)發(fā)生特大暴雨，主雨區(qū)呈西南至東北向沿秦嶺山脊走向分布，海拔高度在900m～2600m，起伏大。

2003年8月28日發(fā)生在洛南縣永豐一帶的暴雨，處在秦嶺的迎坡面，主雨區(qū)海拔高度在1000m以上，與秦嶺主脊相差600m左右。

1983年“8·5”豹皮溝暴雨、1987年“6·5”竹林關(guān)武關(guān)暴雨、1988年“8·4”寨子溝暴雨、1998年“7·9”雙槽青油河暴雨、2007年“7·28”武關(guān)河商南縣河暴雨等，均發(fā)生在東西走向的蟒嶺與東南走向的流嶺、鶻嶺、新開嶺之間，從山勢走向看，蟒嶺與鶻嶺、新開嶺之間為平行狀，流嶺斜插在兩山脈之間，構(gòu)成“八”字型走向，特別是丹江河流在丹鳳到竹林關(guān)之間走向改變，形成喇叭口地形，武關(guān)河、清油河又垂直于蟒嶺，喇叭口地形特征明顯，形成暴雨次數(shù)多。

（五）受副熱帶高壓影響明顯。

西太平洋副熱帶高壓是一個穩(wěn)定而少動的暖性深厚系統(tǒng)，夏季，副壓特別強大，幾乎占整個北半球面積的1/5～1/4。西太平洋副熱帶高壓的加強與減弱，西進或東退，北上與南撤等活動，有明顯的季節(jié)變化特征和短期變化特征。當副熱帶高壓西伸脊點在20°N以北時，商洛地區(qū)受副高壓西側(cè)偏南風影響，暴雨增多。在盛夏期間，商洛的暴雨基本上是在西太平洋副高影響下，在其它影響系統(tǒng)的配合下發(fā)生的。

4.2 暴雨的相似性

根據(jù)水文站和雨量站的觀測記錄資料進行分析統(tǒng)計。

4.2.1 空間分布的相似性

（一）由河谷向高山，降雨量隨海拔高度的增加而增加，基本上是海拔抬高100m，降水量增加9.6mm～16.7mm。

（二）有明顯的暴雨帶，沿秦嶺脊線腰部，蟒嶺山脈、流嶺山脈、鶻嶺新開嶺山脈、古道嶺以及海棠山山脊帶的迎坡面，木王、栗扎、楊泗一帶，暴雨發(fā)生頻次多，且多為局部性。

4.2.2 時間上的相似性

從歷年記錄的暴雨發(fā)生的時間進行分析，大多數(shù)降雨主要從20時以后開始，午夜0時到4時為最大，天亮減弱。雨勢或先強后弱，或先弱后強再弱。

4.2.3 天氣征兆的相似性

降雨前，天氣悶熱無風。暴雨發(fā)生中，空氣幾乎凝結(jié)、靜止。100km2以內(nèi)的局部小范圍暴雨更是來勢猛、強度高、歷時短、衰減快。如：“83·8·5”豹皮溝暴雨、“98·7·9”雙槽清油河暴雨、“07·7·28”鐵峪鋪暴雨等。

4.3 暴雨發(fā)生的節(jié)氣性特征

暴雨發(fā)生在處暑前后占27.3%，在芒種和立秋前后分別占22.7%，在大暑前后占18.2%，在小暑前后占9.1%。

5 洪水特性

商洛市境內(nèi)設(shè)立的10個水文站監(jiān)測斷面，截止2008年共觀測記錄了427站年的水文資料，未經(jīng)過水文斷面的局部暴雨洪水災(zāi)害也進行了調(diào)查分析，確定了其量級。經(jīng)頻率分析，五條主要河流和三條主要支流共發(fā)生洪水151場次，大于10年一遇的洪水出現(xiàn)38場次，大于20年一遇的洪水出現(xiàn)31場次，大于50年一遇的洪水出現(xiàn)18場次。

5.1 各河流的基本特性

河長面積平均增長關(guān)系：洛河每公里面積增長21.6km2，丹江每公里面積增長30.0km2，金錢河每公里面積增長23.5km2，乾佑河每公里面積增長15.9km2，旬河每公里面積增長28.9km2。丹江和旬河為1∶30關(guān)系，洛河和金錢河為1∶20關(guān)系，乾佑河為1∶15關(guān)系。

各河流的彎曲系數(shù)為：洛河為1.56，丹江1.53，金錢河為1.78，乾佑河為1.57，旬河為1.58。各河流的彎曲程度相近似。

各水文站斷面天然河床質(zhì)和糙率基本特性：洛河主要由礫石和砂組成，糙率在0.018～0.073，平均0.0418。丹江主要由礫石和砂組成，糙率在0.022～0.040，平均 0.0304。金錢河主要由卵石和砂組成，糙率在0.018～0.030，平均0.0253。乾佑河主要由塊石組成，糙率在 0.023～0.066，平均0.0377。旬河主要由塊石組成，糙率在0.028～0.065，平均 0.0425。

5.2 最大洪峰流量與集水面積的關(guān)系

根據(jù)10站最大洪峰流量資料，繪制了最大洪峰流量與洪峰模數(shù)關(guān)系圖，從圖上可以看出：流域面積越小，單位面積的平均流量增長越快；流域面積越大，單位面積的平均流量增長越慢。如南寬坪站流域面積3939km2，洪峰流量增大1000m3/s，洪峰模數(shù)增加0.25m3/s·km2；柴坪站流域面積2370km2，洪峰流量增大1000m3/s，洪峰模數(shù)增加0.42m3/s·km2；武關(guān)站流域面積724km2，流量增大1000m3/s，洪峰模數(shù)增加1.38m3/s·km2。

河道洪峰流量的大小受流域匯流和河槽調(diào)蓄作用影響較大，集水面積大，河網(wǎng)匯流時間就長，加之受流域和河槽形狀、河床糙率和比降、河流彎曲等綜合作用，洪水波逐漸在拉長，洪峰在演進下泄過程中被削減，洪水過程在變長。當水文站斷面實測到災(zāi)害性洪水時，在其上游因洪水形成的災(zāi)害更大、造成的災(zāi)情更重。

5.3 洪水的地區(qū)分布規(guī)律

最大洪峰流量分布規(guī)律：為消除流域面積大小不同的影響，將各站同頻率的最大洪峰流量統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為1000km2標準面積的最大流量，得到各站5年一遇、20年一遇、50年一遇的標準流量?？梢钥闯觯貉恿饔蚝樗佣?，洛河、金錢河、乾佑河、武關(guān)河次之，丹江最少；特大洪水出現(xiàn)的河流斷面依次是：竹林關(guān)、柴坪、武關(guān)、南寬坪、柞水、青泥灣、靈口、丹鳳、麻街、板橋。分布規(guī)律為：河流發(fā)源地與緯向平行的山脈發(fā)生災(zāi)害性洪水居多，處在垂直迎風面。丹江的發(fā)源地秦嶺山脈走向與緯向呈45°角，東太平洋北移水汽沿切線方向偏離，出現(xiàn)洪水相對較少。

5.4 洪水的時間分布規(guī)律

（1）按發(fā)生月份統(tǒng)計：5年一遇以上洪水發(fā)生在7月份占32.5%，8月份占26.5%，9月份占17.9%，6月份占13.2%，10月份占9.9%。20年一遇以上洪水發(fā)生在8月份占38.7%，7月份占25.8%，6月份占19.4%，9份占9.7%，10月份占6.5%。50年一遇以上洪水發(fā)生在8月份占55.5%，7月份占27.8%，6月份占16.7%。

6月～10月是洪水多發(fā)期，20年一遇以上洪水主要集中在6月～8月。

全市各條河流以夏秋水型洪水為主，即5月～7月徑流總量占全年28%～32%，8月～10月占43%～47%。5月～10月為汛期，符合商洛各河流特點。商洛最早出現(xiàn)洪水在3月份，俗稱“桃花汛”，如青泥灣1997年3月15日、南寬坪1969年4月4日等出現(xiàn)全年最大洪峰；發(fā)生洪水最遲11月，如丹鳳1971年11月8日出現(xiàn)全年最大洪峰。從多年平均看，1月～12月份徑流過程呈“拋物線型”變化，以 7、8、9 月為最大，最高為7、9月，最低在1、2、12月。盡管6月發(fā)生的災(zāi)害性洪水幾率占19.4%，但6月份的多年平均月徑流量比5月份偏??；8月份出現(xiàn)洪水幾率占26.5%，出現(xiàn)大于20年一遇的災(zāi)害性洪水達38.7%，但多年平均月徑流量卻比7、9月份偏少。說明，6、8月多伏旱災(zāi)害氣候，也是容易引起突發(fā)暴雨洪水災(zāi)害的時段，呈現(xiàn)旱澇急轉(zhuǎn)的特性。如：2002年“6·9”特大洪水發(fā)生前期連續(xù)15天滴雨未下。

（2）按節(jié)氣統(tǒng)計：5年一遇以上洪水發(fā)生在大署前后占19.9%，處暑前后占14.6%，小暑、立秋、秋分前后分別占12.6%，白露和寒露前后分別占7.9%，芒種前后占6.0%。10年一遇以上的洪水發(fā)生在大署和立秋前后分別占28.9%，發(fā)生在寒露前后占10.5%，處暑、秋分、芒種、夏至、小暑等節(jié)氣前后占5.3～7.9%，應(yīng)合“七下八上”之說。20年一遇洪水發(fā)生在小暑前后占29%，大署前后占22.6%，立秋前后占19.4%，寒露前后占12.9%，芒種前后占9.7%，處暑和寒露前后分別占3.2%。50年一遇以上的特大洪水多集中在芒種、小暑、大署、立秋、處暑節(jié)氣前后發(fā)生。（說明：節(jié)氣前后為6日內(nèi)）

5.5 洪水的頻次特征

自商洛境內(nèi)1951年6月設(shè)立第一個水文站以來，各水文站相繼監(jiān)測到大于20年一遇以上洪水31場，平均1.9年發(fā)生一次；50年一遇以上洪水18場，平均3.2年發(fā)生一次。說明，商洛洪水災(zāi)害頻發(fā)特性，“兩年一洪災(zāi)，三年一大災(zāi)”是商洛洪水災(zāi)害發(fā)生的顯著特點。

6 結(jié)束語

暴雨洪水受大氣環(huán)流、地形地貌及下墊面條件共同影響，其產(chǎn)生和演進過程復(fù)雜，但也具有一定規(guī)律性。揭示并掌握其規(guī)律是水文工作者服務(wù)社會的基本職責。由于監(jiān)測時間尚短，掌握資料有限，理論分析的不足，對商洛暴雨洪水的規(guī)律性認識仍需不斷積累和探索。陜西水利

【1】陜西水旱災(zāi)害（省水利廳、省防辦編著，1996年）

【2】商洛地區(qū)實用水文手冊（商洛地區(qū)水電局、商洛水文水資源勘測大隊，1986年）

【3】秦嶺水文地理（劉胤漢著，陜西人民出版社，1983年）