涑水河1958年7.16特大洪水歷史調查

周 進

（運城市水文水資源勘測分局 山西運城 044000）

1958年7月15—17日涑水河流域普降暴雨，造成涑水河發(fā)生特大洪水，位于涑水河上游的呂莊水文站7月16日實測洪峰流量655 m3/s。而涑水河由于河道行洪能力不足，洪水在蓄滯洪區(qū)和伍姓湖大量蓄積，受此影響流域把口站張留莊水文站所測數(shù)據(jù)不能直接反映本次洪水的演進過程。為研究涑水河流域暴雨洪水時空分布規(guī)律，彌補水文實測資料的不足，特針對本次洪水作歷史洪水調查。

1 涑水河流域概況

涑水河位于山西省運城市境內，發(fā)源于絳縣陳村峪，在永濟市獨頭村附近注入黃河。河道干流全長220 km，流域面積5 545 km2，主要支流有洮水河、白沙河、姚暹渠等。屬黃河一級支流。

2 調查河段確定

張留莊水文站資料顯示，1958年沒有發(fā)生較大洪峰，但從7月16日開始來水明顯高于歷年同期平均值，直到1959年7月才恢復正常。由于張留莊站上游12 km處即是伍姓湖，因此可以確定7.16特大洪水在進入伍姓湖后蓄積，之后用一年的時間緩慢排出。

伍姓湖的地表水來源有三處，分別是涑水河、姚暹渠與灣灣河。山西省水文總站曾于1957—1987年間設立伍姓湖水文站，分別在涑水河郭家莊段、姚暹渠常旗營段、灣灣河常旗營段與涑水河澗西村段設立測驗斷面，并在馬鋪頭村設站觀測伍姓湖水位，現(xiàn)存有可靠的水文資料。但該站1958年全年停測。因此本次考證依托伍姓湖水文站和張留莊水文站資料進行，野外調查圍繞伍姓湖設立四個調查河段，分別是涑水河郭家莊段、姚暹渠常旗營段、灣灣河常旗營段與伍姓湖容積段。

3 調查方法確定

1）在水文檔案和《水文年鑒》中查找各斷面的大斷面圖、水準點位置、采用基面、伍姓湖容積曲線和雨量等資料；通過調查走訪確定各河段歷史洪水痕跡與洪峰時間；

2）對歷史洪水痕跡進行高程測量，計算洪水比降；

3）使用水力學公式推求洪峰流量，在伍姓湖容積曲線上查得其歷史最大容積和歷史最大表面積；

4）根據(jù)伍姓湖馬鋪頭水位站和張留莊站資料推求本次洪水的徑流量。

伍姓湖水文站斷面分布圖見圖1。

圖1 伍姓湖水文站斷面分布圖

4 洪水過程調查

4.1 斷面與水準點資料搜集

水文檔案記載有各斷面位置和水準點高程，在后來的調查中發(fā)現(xiàn)，各斷面水準點除馬鋪頭水位站保存完好外，其余均已丟失。根據(jù)這一情況，在確保調查精度的前提下，為使調查成果與《水文年鑒》和山西省運城市第二次水資源評價等相關成果銜接，決定將1958年姚暹渠斷面和灣灣河斷面高程換算為大沽基面高程，馬鋪頭站基面高程換算為黃海基面高程，郭家莊斷面采用原假定基面高程。

4.2 歷史洪水位調查

本次調查共走訪10位當?shù)卮迕?，年齡均在72歲以上，時年均超過12歲。被調查人一致對1958年洪水記憶深刻，稱此后再未見過如此大的洪水。被調查人均現(xiàn)場指認洪水所到位置，據(jù)此都找到相應的洪水痕跡。

《永濟市志》對此次洪水記載不多，僅記載“1958年秋姚暹渠在曾家營村決口，淹沒農(nóng)田兩萬畝”。

5 水面比降與洪水痕跡測量

因本次調查是在原伍姓湖水文站各斷面資料的基礎上進行的，故只對洪痕進行測量，不測河道縱橫斷面。各斷面均設于河道順直處，現(xiàn)今雖形狀產(chǎn)生變化，但河道外耕地當時就是水澆地，地形至今基本沒有變動。因此各斷面水準點選在原斷面上地形沒有變化的地方，其高程由原斷面圖上查得。

根據(jù)《水文調查規(guī)范》[1]，本次測量采用水文四等測量，在測量比降的同時對大斷面處洪痕施測以確定最高洪水位。高程成果取斷面兩側高程算術平均值，并據(jù)此算出比降。測量成果見下表1。

表1 伍姓湖水文站斷面測量成果表

6 洪峰時間、流量與洪量計算

6.1 洪峰時間

根據(jù)調查情況并結合雨量資料和水文資料分析，本次洪水過程自7月14日起至8月13日結束。伍姓湖站涑水河與姚暹渠洪峰日期為7月18日，灣灣河洪峰日期為7月14日，伍姓湖最低水位出現(xiàn)日期為7月12日，最高湖水位出現(xiàn)日期為8月7日，并且維持了10 d左右。張留莊站實測兩次洪峰，分別是7月16日3.26 m3/s和12月5日4.75 m3/s，前者是降雨形成的自然洪峰，后者是疏浚河道形成的人工洪峰。

6.2 洪峰流量和伍姓湖容積及表面積推算

各斷面洪峰流量計算均采用曼寧公式：Q=A·k/n·R2/3·S1/2。其中面積A與濕周的值根據(jù)斷面圖查算，k值為1，糙率n值按《山西省水文計算手冊》[2]規(guī)定選用。伍姓湖容積及表面積由原容積曲線查得。見圖2，計算結果如表2。

表2 伍姓湖水文站各斷面洪峰流量表

圖2 伍姓湖馬鋪頭水位站容積曲線

從圖2可知，伍姓湖最高水位345.96m時，湖水容積為3.05×107m3，表面積為21.7km2，最低水位343.85 m時，湖水容積為 0.38×107m3，表面積為 9.6 km2。

6.3 洪水徑流量推算

6.3.1 伍姓湖站徑流量

根據(jù)被調查人的敘述和歷年水文資料分析，本次洪水前涑水河與姚暹渠河干，灣灣河流量極小，可以忽略不計，洪水時段內也沒有有效降雨。據(jù)此可根據(jù)如下公式計算本次洪水時段內伍姓湖水文站總徑流量：

式中：Q總——伍姓湖三條支流的總徑流量，107m3；

Q湖蓄變——湖最大與最小容積之差，107m3；

Q出湖——張留莊站7月14—8月13日徑流量割去基流與后期降雨形成的徑流量后所得值，107m3；

E湖——湖水面積上的蒸發(fā)量，為湖最大與最小表面積的均值和洪水時段內的蒸發(fā)量（144 mm）之積，107m3；

E浸——湖周邊浸潤帶的散發(fā)量，107m3；

P湖——湖面降水量，107m3；

Q滲補——湖水滲漏補給量，107m3。

根據(jù)調查數(shù)據(jù)計算公式右側各參數(shù)的值：

Q湖蓄變=3.05-0.38=2.67×107m3；

Q出湖=0.097×107m3；

E湖=（21.7+9.6）/2×1 000 000×144 ×0.001=0.226×107m3。

根據(jù)《山西省運城市第二次水資源調查評價報告》中伍姓湖與地下水互補關系微弱的結論，加之歷時較短故不統(tǒng)計湖周邊浸潤帶的散發(fā)量、湖面降水量和湖水滲漏補給量。

將各值代入公式：

Q總=2.67+0.097+0.226=2.99×107m3。

6.3.2 張留莊站徑流量

根據(jù)實測資料在割去基流與后期降雨所形成的徑流量后總徑流量為4.29×107m3。這一數(shù)值當中還包括伍姓湖站后期徑流量，加之行洪時間過長，不能作為準確值使用。但因伍姓湖站后期徑流量很小，該值可作為參考值使用。

6.4 重現(xiàn)期確定

由于伍姓湖站資料系列不足，本次洪水也未在張留莊斷面形成較大洪峰，無法用流量系列計算重現(xiàn)期，而涑水河流域暴雨洪水相關程度較高，所以本次洪水重現(xiàn)期采用雨量系列進行計算，以此代表7.16洪水的重現(xiàn)期。

本次暴雨主要集中在7月15—17日，因此雨量以3日量為單位進行計算。在《山西省水文計算手冊》上查得冷口站3日點暴雨均線和CV值，其中X=80.2mm，CV=0.55，CS/CV=2.0，經(jīng)計算 P=1%時 3日雨量為216.4 mm，冷口站實測3日點雨量為241.4 mm，據(jù)此可推斷該雨量達100年一遇，即本次洪水重現(xiàn)期為100年一遇。

7 調查成果合理性分析

7.1 洪痕、水面比降可靠性分析

本次調查走訪了多位親歷者，每個被調查人都找來了多位親歷者共同回憶，同時親臨現(xiàn)場指認洪痕，相關敘述得到了水文資料證實，敘述可信程度較高。

水面比降測量成果顯示河道兩側水面線均呈直線且平行，同時還有原斷面資料支撐。根據(jù)《水文測驗實用手冊》洪痕可靠度評定標準，確定洪痕及水面比降成果可靠。

7.2 成果合理性分析

本次調查是在伍姓湖站和張留莊站資料的基礎上進行的，洪痕調查及高程測量結果可靠，將調查成果與實測水文資料進行分析對比后未見沖突且相互銜接，可認為本次調查成果合理。