淺析陜西省境內(nèi)漢江干流洪水變化規(guī)律

黃君瑤

(陜西省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710001)

陜西省境內(nèi)漢江段是漢中和安康兩市人民的母親河、生命河，兩市經(jīng)常受到漢江洪水侵襲，較大洪水平均4年一次，局部小范圍洪水幾乎年年發(fā)生，是典型的洪水災(zāi)害多發(fā)區(qū)，因此完善漢江干流防洪體系是急待解決的問(wèn)題，而研究漢江干流洪水變化規(guī)律，對(duì)于干流防洪工程的設(shè)計(jì)有著很大的意義。

漢江為長(zhǎng)江的一級(jí)支流，發(fā)源于陜西省漢中市寧強(qiáng)縣北部的米倉(cāng)山，自西向東流經(jīng)陜西的漢中、安康市，于白河縣出陜西進(jìn)入湖北，在武漢市漢口匯入長(zhǎng)江。漢江全長(zhǎng)1 577 km，流域面積15.9萬(wàn) km2。陜西省境內(nèi)屬漢江上游，河長(zhǎng)652 km，流域面積 5.48 萬(wàn) km2。

漢江上游北有秦嶺山脈與干流平行，平均海拔在2 500 m以上;南界米倉(cāng)山、大巴山平均海拔2 000 m左右。除漢中盆地等少量川道外，其余多為丘陵、坡地，洋縣至安康段基本為V型峽谷及基巖山坡。

1 水文基本資料及洪水特征

1.1 漢江干流水文基本資料

漢江干流(陜西境內(nèi))自上而下先后設(shè)有武侯鎮(zhèn)、漢中、洋縣、石泉、安康、白河6處水文站。六站資料情況見表1。

1.2 漢江干流暴雨洪水特性

漢江上游流域地處大巴山以北，秦嶺以南。形成該流域降水的暖濕空氣主要來(lái)自孟加拉灣和西太平洋。孟加拉灣水汽繞過(guò)青藏高原南側(cè)，由云貴高原經(jīng)四川盆地翻越米倉(cāng)山輸入;西太平洋水汽在東南氣流的引導(dǎo)下進(jìn)入云貴高原后，經(jīng)四川注入陜南。該流域的暴雨最早發(fā)生在3月，最遲發(fā)生在11月，但量級(jí)和強(qiáng)度較大的暴雨一般發(fā)生在7－9月。暴雨類型有雷暴雨和霖暴雨兩種。雷暴雨主要發(fā)生在夏季，一般為地形雨，強(qiáng)度大、籠罩面積小，常造成局部地區(qū)大洪水;霖暴雨一般出現(xiàn)在秋季，降水面積大、歷時(shí)長(zhǎng)、強(qiáng)度不大，造成整個(gè)流域大洪水機(jī)會(huì)較多。

漢江流域洪水由暴雨形成，暴雨洪水有明顯的季節(jié)性，出現(xiàn)的時(shí)序有一定的規(guī)律性，漢江上游暴雨發(fā)生日期，最早在4月，最遲到11月，但量級(jí)及強(qiáng)度較大的暴雨一般在7－9月。按洪水形成的不同地域可分為上游型洪水(洪水主要來(lái)自洋縣以上)、中游型洪水(洪水主要來(lái)自石泉至安康區(qū)間)、上下游型洪水(上下游同時(shí)遭遇洪水)。

2 漢江干流水文站設(shè)計(jì)洪水分析

陜西省境內(nèi)漢江干流自上而下設(shè)有武侯鎮(zhèn)、漢中、洋縣、石泉、安康、白河水文站(見圖1)，本次以這六個(gè)站的洪水成果為分析依據(jù)。

圖1 漢江上游水系、站網(wǎng)分布圖

2.1 水文資料還原

鑒于漢江上游干、支流上建有蓄水工程，改變了部分水文站洪水資料的一致性，需對(duì)這些水文站受影響年份的洪水做還原計(jì)算。

經(jīng)過(guò)分析，漢中站上游的石門水庫(kù)對(duì)漢中站洪水影響微小，不考慮對(duì)漢中站洪水資料系列的還原計(jì)算;石泉水文站上游的石泉水庫(kù)汛期調(diào)節(jié)庫(kù)容很小，泄流能力大，電站的建成對(duì)下游石泉水文站大洪水的影響較小，因此不考慮石泉水庫(kù)的還原;安康水庫(kù)1989年12月下閘蓄水后，對(duì)安康站洪水資料影響較大，根據(jù)安康水庫(kù)運(yùn)行日?qǐng)?bào)資料計(jì)算水庫(kù)的調(diào)蓄量，其值與安康站同場(chǎng)洪水實(shí)測(cè)洪量疊加，即為安康站天然洪量，然后采用1989年以前安康站歷年同場(chǎng)洪水洪峰、洪量建立的相關(guān)方程進(jìn)行還原;白河水文站受安康水庫(kù)影響的洪水系列，采用1989年以前安康站與白河站年最大洪峰流量建立相關(guān)方程，對(duì)1989年安康水庫(kù)下閘蓄水后白河水文站洪峰流量進(jìn)行還原。

2.2 歷史洪水及其重現(xiàn)期

為了收集漢江干流水文站歷史洪水情況，陜西省多家單位先后對(duì)水文站附近河段的歷史洪水進(jìn)行了調(diào)查。各站歷史洪水調(diào)查情況見表2。

表1 漢江上游(陜西境內(nèi))水文站基本情況一覽表

表2 漢江上游干流主要水文站歷史洪水及重現(xiàn)期調(diào)查成果表

2.3 設(shè)計(jì)依據(jù)站洪水頻率計(jì)算

根據(jù)漢江干流各站實(shí)測(cè)或插補(bǔ)延長(zhǎng)后的系列，進(jìn)行水文站洪水頻率計(jì)算，各站洪水系列如下:武侯鎮(zhèn)站有1953－2010年58年洪水系列，1990年、1964年、1981年洪水作為特大值處理，洪水重現(xiàn)期 N=120年;漢中、洋縣站有1954－2010年57年洪水系列，加入 1903、1949年調(diào)查洪水，1981、1962年洪水作為特大值處理，歷史洪水重現(xiàn)期N=110年;石泉水文站有 1954－2010年 57年洪水系列，加入 1949、1903年調(diào)查洪水，歷史洪水重現(xiàn)期 N=110年;安康水文站有1935－2010年72年(缺測(cè)1939－1942年、1949年采用歷史調(diào)查值插補(bǔ))實(shí)測(cè)還原資料，加入 1867、1921、1903、1910年調(diào)查洪水，1983年洪水作特大值處理，歷史洪水重現(xiàn)期 N=200年;白河水文站有1935－2010年72年(缺測(cè)1939－1942年、1949年采用歷史調(diào)查值插補(bǔ))實(shí)測(cè)還原資料，加入1867、1921年調(diào)查洪水，1983年洪水作特大值處理，歷史洪水重現(xiàn)期 N=200 a。

按不連序系列對(duì)以上各站洪水資料進(jìn)行頻率計(jì)算，采用P—Ⅲ型曲線進(jìn)行適線，確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)，計(jì)算成果見表3，并根據(jù)洪水成果分析洪峰模數(shù)，見表4。

表3 漢江上游干流水文站不同頻率洪峰流量計(jì)算成果表

表4 各站年最大洪峰流量均值模數(shù)表

2.4 洪水變化規(guī)律分析

由表3、表4可知，漢江干流洪水具有以下規(guī)律:

(1)年最大洪峰流量均值自上游向下游遞增;

(2)洪峰模數(shù)由上游向下游遞減;

(3)變差系數(shù)Cv值自上游向下游遞減，而洋縣站以上河段Cv值比石泉—白河段水文站 Cv值偏高較多，分析發(fā)現(xiàn)，Cv值在地區(qū)上的這種變化主要是由于氣候、地形條件的影響所致，石泉水文站以上流域存在三個(gè)暴雨高值區(qū)，當(dāng)上游發(fā)生暴雨，暴雨中心移動(dòng)方向與洪水演進(jìn)方向基本一致，同時(shí)由于河道窄深、河槽調(diào)蓄能力有限，使得洪水匯流迅速、來(lái)勢(shì)迅猛、峰高量大，而洪水在洋縣以下進(jìn)入峽谷地帶，石泉以下洪峰消減迅速，因此洋縣站以上各站CV值比石泉以下各站偏高較多是合理的。

綜上分析，本次洪水分析成果在地區(qū)上的分布是合理的。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)根據(jù)陜西省境內(nèi)漢江干流6個(gè)水文站的洪水資料進(jìn)行分析計(jì)算，漢江干流上游洪峰流量均值由上游向下游遞增，最小值為1 915 m3/s，最大值為 13 200 m3/s;洪峰模數(shù)(變化范圍 0.619～0.223)，Cv值則遞減(變化范圍為 0.72～0.43)。符合同一條河流上下游之間洪水的變化規(guī)律，因此，本次分析成果是合理的;

(2)漢江由于其特殊的地理位置、地形條件和大氣環(huán)流條件，常常暴雨洪災(zāi)頻發(fā)，現(xiàn)狀防洪體系不完善，為了適應(yīng)當(dāng)今及未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，構(gòu)建完善的防洪工程是必要的，通過(guò)研究漢江干流洪水變化規(guī)律，為防洪工程設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算提供了參考。

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