基于河道洪水“平頂峰”過程的漲洪歷時和流域匯流時間的判定

王春蕊，蘇 醒，李青峰

(綏化水文局，黑龍江綏化152000)

1 前言

河道洪水過程的漲洪歷時和流域匯流時間在水文預報中已有明確定義，即從洪水的起漲時間至峰現(xiàn)時間稱為漲洪歷時。流域匯流時間是指流域內(nèi)暴雨過程的主峰雨止時刻至峰現(xiàn)時間。這兩種洪水特性參數(shù)是作業(yè)預報的重要參考資料，都與峰現(xiàn)時間有關(guān)。在尖頂峰型的洪水過程中采用這兩種定義來判定這兩種參數(shù)是沒有疑義的，但在“平頂峰”的洪水過程中仍照搬洪峰先出為主的原則來判定漲洪歷時和流域匯流時間，就會得到似是而非的結(jié)論。下面以依吉密河北關(guān)站“88·7·14”特大“平頂峰”洪水(洪水過程詳見表1)為例，來闡述“平頂峰”洪水的漲洪歷時和流域匯流時間的判定問題。

2 “平頂峰”洪水過程的漲洪歷時和流域匯流時間的判定問題

對這兩種時間間隔的判定關(guān)鍵是對始點洪水的起漲時間和主峰雨止時刻及終點峰現(xiàn)時間這3個特征點的判定。

2.1 問題的提出

在實際防汛工作中，從抗洪、搶險、減災的實用角度出發(fā)，起漲時間和峰現(xiàn)時間都采用的是河道實測洪水過程特征點先出為主的原則進行判定。按原則判定“88·7·14”特大“平頂峰”洪水的起漲點應在13日8時而峰現(xiàn)時間應是14日9:30。那么按定義漲洪歷時應是25.5 h，實際暴雨主峰雨止時間是13日20時流域匯流時間就應是13.5 h。這種先出為主的判定結(jié)果與流域暴雨洪水的匯流機理和自然真相不符，不能真實地反映流域匯流特性。

2.2 洪水組成觀點的判定

從洪水組成的角度看暴雨成洪的匯流過程，起始雨洪確實是從13日8時開始匯至測驗斷面，此時的凈峰流量為0。流量29.1 m3/s完全是前次洪水的退水流量。而13日10時的流量29.1 m3/s是匯入的雨洪流量與退水流量迭加而成的巧合結(jié)果，只不過是匯入量與退出量偶然持平而已。所以對起漲點來說先出為主的判定原則與洪水組成觀點是一致的。前期退水過程是一個緩慢的連續(xù)過程，不難理解，14日13時的退水流量必須小于14日9:30的退水流量。那14日13時匯入的雨洪流量就必然大于14日9:30的雨洪匯入流量。所以從洪水組成成因上看，14日13時才是流域匯流的真正峰現(xiàn)時間，只有此時的洪峰才能與暴雨有對應關(guān)系，而14日9: 30出現(xiàn)的流量1 030 m3/s實屬退水流量與本次雨洪匯入的凈峰過程的峰前流量迭加而成的又一次偶然巧合結(jié)果。其原因是經(jīng)流域的調(diào)蓄作用加之洪水波在演進過程中不斷地坦化、扭曲變形所至，凈峰峰尖過緩導致了前后時間節(jié)點的漲洪流量差恰巧與前后者的退水流量差相同，造成了“平頂峰”。所以在實測中于14日9:30優(yōu)先出現(xiàn)洪峰的最高水位和最大流量的表象，而在14日13時同量洪峰一方面要抵消多退的流量，另一方面還要抵消洪水演進中的坦化量，實際匯入峰量遠比前者高得多。二者的時間差為3.5 h，稱為洪峰滯時。

在分析流域匯流時間的工作中，如仍采用先出為主的原則規(guī)定，判定“平頂峰”的峰現(xiàn)時間，事實上就混淆了河道斷面的洪水出流過程和流域洪水匯流過程的基本概念，勢必會造成分析結(jié)果的混亂和謬誤。從洪峰構(gòu)成的成因觀點出發(fā)得到的結(jié)論是:14日13時的1 030 m3/s流量，才是這次暴雨的產(chǎn)、匯流的必然結(jié)果，而14日9:30的1 030 m3/s流量，是一種偶然結(jié)果，因此在流域匯流時間的分析中，對“平頂峰”峰型的洪峰先出為主的判定原則并不適用，應采用后出為主或在先出為主的基礎(chǔ)上再加上洪峰滯時，才能符合客觀實際，因此得出該次洪水的漲洪歷時應為29 h，而非25.5 h。

本次洪水的成洪暴雨是7月13日流域內(nèi)普降大暴雨，面均雨量高達143.1 mm，時程分布為 13日 8時 ～14時56.0 mm，14時～20時53.1 mm，20時～14日2時33.3 mm，14日2時 ～8時0.7 mm，至13日20時累積雨量已達109.1 mm，占次雨量76.2%，可以判定13日20時為主峰雨止時刻，14日13時與13日20時之時間差17 h，這才是真實的流域匯流時間，而非13.5 h，因在9:30這個時間節(jié)點上，最大雨洪流量還未匯到測驗斷面。

3 結(jié)語

在“平頂峰”的洪水過程中，對洪峰及峰現(xiàn)時間的確定，直接影響到漲洪歷時和流域匯流時間這兩種洪水特性參數(shù)的判定，而判定結(jié)果的正確與否，又會對未來可能發(fā)生的大洪水作業(yè)預報結(jié)果產(chǎn)生重大的影響，對這兩種匯流特性參數(shù)的判定，既是理論上的問題，也是實際防洪應用上的問題。

表1 依吉密河北關(guān)站“88·7·14”特大洪水水文要素摘錄表

［1］ 胡方榮，侯宇光.水文學原理(一)(二)［M］.北京:中國水利電力出版社，1991.

［2］ 林三益.水文預報(第二版)［M］.北京:中國水利水電出版社，2001.