渭河下游典型洪水分析—華縣站2011·09洪水特性分析

寧愛(ài)琴，秦學(xué)謙，沈錦杰，張俊峰

（黃委會(huì)三門峽庫(kù)區(qū)水文水資源局，河南三門峽472000）

渭河下游典型洪水分析—華縣站2011·09洪水特性分析

寧愛(ài)琴，秦學(xué)謙，沈錦杰，張俊峰

（黃委會(huì)三門峽庫(kù)區(qū)水文水資源局，河南三門峽472000）

2011年9月渭河流域受強(qiáng)降雨的影響，魏家堡至華縣區(qū)間形成了3次較大的洪水過(guò)程，其中華縣站出現(xiàn)了自1981年以來(lái)的最大洪峰。文章分析了渭河“2011·09”典型洪水的來(lái)源、水沙特性、河道沖淤變化和洪水演進(jìn)的規(guī)律，為今后做好渭河下游洪水預(yù)報(bào)、防汛決策和指導(dǎo)洪水測(cè)報(bào)提供依據(jù)。

渭河下游；水沙特性；洪水分析；華縣站

1 雨情概況

2011年秋季，受副熱帶高壓和高原西風(fēng)槽的共同影響，從9月4—18日，渭河流域?qū)氹u以下普降中到大雨，渭河魏家堡至華縣區(qū)間出現(xiàn)9月5—7日、9月12日和9月16—18日3個(gè)強(qiáng)降雨過(guò)程，總降雨量達(dá)230～423 mm之間。其中渭河魏家堡站、黑河黑峪口站、澇河澇峪口站的累計(jì)雨量分別為348 mm、418 mm和423 mm，最大日降水量黑峪口站105 mm（9月18日）、澇峪口站為102 mm（9月18日），魏家堡站為92 mm（9月5日）。累計(jì)最大3日降水量黑峪口站200 mm（9月16—18日）、澇峪口站為184 mm（9月16—18日）。由于受這3個(gè)時(shí)段強(qiáng)降雨的影響，渭河中下游先后出現(xiàn)3次較大的洪水過(guò)程，其中第3次華縣站出現(xiàn)了1981年以來(lái)的最大洪峰。

2 洪水情況

2.1 第1場(chǎng)洪水

渭河魏家堡站在9月6日18：30出現(xiàn)了1 750 m3/s洪水，魏家堡至咸陽(yáng)區(qū)間支流黑河黑峪口站、澇河澇峪口站分別出現(xiàn)了360 m3/s（9月6日16：30）和96.8 m3/s（9月6日13：36）的洪水，干支流洪水合成加上區(qū)間降雨的加入使咸陽(yáng)站于9月7日6：42出現(xiàn)2 350 m3/s洪峰流量，最大含沙量?jī)H16.4 kg/m3（9月7日20：00）。洪水在向渭河下游演進(jìn)過(guò)程中，由于咸陽(yáng)至臨潼區(qū)間灞河、灃河等支流洪水的相繼加入，到達(dá)臨潼站洪峰為2 750 m3/s（9月7日 17：30），魏家堡至咸陽(yáng)傳播時(shí)間12.2 h，咸陽(yáng)至臨潼傳播時(shí)間10.8 h。渭河下游臨潼到華縣區(qū)間河道平灘流量1 600～3 000 m3/s之間，因此臨潼站洪峰流量為2 750 m3/s的洪水，大部分在河槽中演進(jìn)，僅有局部地段漫灘，到達(dá)華縣站為9月8日15：36洪峰流量2 190 m3/s，洪峰傳播時(shí)間22.1 h。于9月9日到達(dá)黃河潼關(guān)站，加上黃河干流的來(lái)水（龍門740 m3/s），在潼關(guān)站形成了2 890 m3/s（9月9日8：00）的洪峰，其最大含沙量為24.4 kg/m3（9月10日2：00）。華縣至潼關(guān)的傳播時(shí)間為15.5 h。

2.2 第2場(chǎng)洪水

由于受9月12日渭河魏家堡至華縣區(qū)間強(qiáng)降雨影響，渭河魏家堡干支流站相繼漲水，渭河魏家堡站9月12日6：54出現(xiàn)了1 670 m3/s洪峰，魏咸區(qū)間支流黑河黑峪口站洪峰流量為277 m3/s（9月13日10：00）、澇河澇峪口站131 m3/s（9月11日20：00），干支流洪水合成后于9月12日16：36到達(dá)咸陽(yáng)水文站，洪峰流量為2 050 m3/s。由于咸陽(yáng)至臨潼區(qū)間位于強(qiáng)降雨中心，支流洪水加入較多，其中灞河馬渡王站洪峰流量為982 m3/s（9月11日21：50）、灃河秦渡鎮(zhèn)站164 m3/s（9月13日19：12），干支流洪水合成,到臨潼站形成2 730 m3/s（9月13日2：18）洪峰流量。

洪水在渭河下游臨潼到華縣間演進(jìn)中出現(xiàn)部分漫灘，到達(dá)華縣站為9月14日5：00洪峰流量2 190 m3/s，洪峰傳播時(shí)間26.7 h。該渭河洪水加上黃河干流龍門站1 300 m3/s左右的來(lái)水和北洛河的流量，于9月15日4：00在潼關(guān)站形成了3 350 m3/s的洪峰，其最大含沙量為19.4 kg/m3（9月14日8：00）。該次洪水在華縣至潼關(guān)站間傳播23 h。

2.3 第3場(chǎng)洪水

由于受9月16—18日3日累計(jì)雨量130～200 mm影響，渭河魏家堡至華縣區(qū)間干支流站相繼漲水，渭河魏家堡站9月18日18：06出現(xiàn)了2 050 m3/s洪峰，魏咸區(qū)間的支流黑河黑峪口站洪峰流量為835 m3/s（9月18日12：00）、澇河澇峪口站洪峰流量250 m3/s（9月18日5：00），干支流洪水合成后于9月19日2：00在咸陽(yáng)水文站形成3 610 m3/s洪峰流量。由于咸陽(yáng)至臨潼區(qū)間位于強(qiáng)降雨區(qū)，各支流均有較大洪水加入，其中灞河馬渡王站洪峰流量為623 m3/s（9月18日20：36）、灃河秦渡鎮(zhèn)站475 m3/s（9月18日17：00），使洪水到達(dá)臨潼站洪峰流量增大到5 410 m3/s（9月19日10：00），最高洪水位為359.02 m，為該站歷史最高水位。

雖然臨潼至華縣區(qū)間河道經(jīng)過(guò)前2次洪水沖刷，主槽過(guò)洪能力增大20%左右，平灘流量約為2 500 m3/s，但臨潼5 410 m3/s大洪水仍在臨潼至華縣區(qū)間出現(xiàn)了大漫灘，受灘地高桿作物阻水作用，洪水演進(jìn)緩慢，洪水位居高不下，洪水到達(dá)華縣站為9月20日19：12，洪峰流量5 050 m3/s，為該站1981年以來(lái)最大流量，最高洪水位為342.70 m，僅次于該站2003年歷史最高水位342.76 m，水位排歷史第2位，洪峰傳播時(shí)間長(zhǎng)達(dá)33.2 h。

此次洪水加上黃河干流來(lái)水(龍門約1 300 m3/s)，到達(dá)黃河潼關(guān)水文站洪峰流量為5 800 m3/s（9月21日18：42），漫灘洪水在華縣到潼關(guān)站間傳播23.5 h。三門峽水庫(kù)敞泄運(yùn)用，洪水入庫(kù)后，三門峽站最大出庫(kù)流量為6 000 m3/s（9月22日11：36），出庫(kù)最大含沙量13.4 kg/m3（9月21日20：00）。水庫(kù)水位最高為305.52 m（9月22日12：00）。

3 洪水水沙特性分析

3.1 咸陽(yáng)至臨潼區(qū)間水沙量分析

渭河11·09洪水過(guò)程在渭河下游歷時(shí)約17 d時(shí)間，渭河咸陽(yáng)以上來(lái)水來(lái)沙量分別為15.61億m3，0.079億t，洪水到達(dá)臨潼站的水沙量分別為23.61億m3和0.101億t。可見(jiàn)洪水從咸陽(yáng)到臨潼區(qū)間洪水過(guò)程中（9月6—22日），支流加入的水量約8億m3，占渭河下游洪水總量的3成，而輸沙量?jī)H增加0.02億t，說(shuō)明咸陽(yáng)到臨潼區(qū)間支流洪水來(lái)沙量較小。

咸陽(yáng)到臨潼區(qū)間增加的8億噸水量主要來(lái)自于區(qū)間涇河和霸河、灃河、橘河、大峪河等渭河南岸較大的支流，這些支流的洪水特點(diǎn)也是漲落迅速，與降雨的大小和強(qiáng)度有著密切關(guān)系。目前從區(qū)間有水文站控制的流量資料計(jì)算，區(qū)間加入的流量之和其峰值在1 400 m3/s左右,另還有兩條較大支流沒(méi)有控制站（大峪河、氵產(chǎn)河），其集水面積相當(dāng)于霸河、灃河面積之和，加入流量也應(yīng)在1 000 m3/s左右，這樣渭河干支流合成最大流量就在6 000 m3/s左右，這是臨潼站出現(xiàn)5 410 m3/s洪峰的原因。從水量上分析，區(qū)間支流有控制站的霸河、灃河、橘河以及涇河17 d加入的水量之和約5.9億m3，有2.1億m3水量來(lái)自未控制區(qū)間,約占咸-臨區(qū)間南岸加入水量36%?？梢?jiàn)，渭河下游區(qū)間降雨徑流預(yù)報(bào)研究非常必要。

3.2 臨潼至華縣區(qū)間水沙量分析

洪水到達(dá)華縣站的水沙量分別為27.34億m3和0.263億t，水量較臨潼站增加了3.7億m3，輸沙量增加0.072億t。其增加的水量主要來(lái)自于區(qū)間南山支流，臨潼至華縣間南山支流主要有6條，自上而下分別為戲河、零河、氵尤河、赤水河、遇仙河、石堤河。其加入的水量與該區(qū)間增加的水量接近。2011年洪水期沒(méi)有觀測(cè)，但根據(jù)增加的水量和歷時(shí)按比例分配，各支流加入的平均流量如下表。由于支流來(lái)沙量較小，因此增加的輸沙量主要是洪水對(duì)河道的沖刷，臨潼至華縣間沖刷0.072億t。

3.3 華縣至三門峽水庫(kù)區(qū)間水沙量分析

渭河洪水到達(dá)潼關(guān)站水量為46.84億m3，較上游四站（龍、華、河、狀）來(lái)水量46.39億m3基本相等。潼關(guān)站來(lái)沙量0.584億t，較上游四站來(lái)沙量增加了0.235億t。可見(jiàn)，渭河洪水在華縣站以下河道產(chǎn)生了較強(qiáng)的沿程沖刷作用，洪水在華縣至潼關(guān)段河道沖刷泥沙0.235億t。

三門峽站下泄水量49.28億m3，比入庫(kù)潼關(guān)（潼關(guān)-庫(kù)調(diào)）多2.9億m3，輸沙量1.206億t，比潼關(guān)站增加0.622億t?？梢?jiàn)，由于洪水過(guò)程中三門峽水庫(kù)一直敞泄排沙運(yùn)用，沖刷出庫(kù)泥沙達(dá)0.622億t。

4 洪水演進(jìn)規(guī)律分析

這次渭河洪水在渭河下游傳播過(guò)程中，洪峰傳播時(shí)間普遍增長(zhǎng)，特別是進(jìn)入臨潼以下河道由于洪水漫灘，受灘地高桿作物阻水作用，傳播時(shí)間增長(zhǎng)尤為明顯。

4.1 秋汛第1場(chǎng)洪水演進(jìn)規(guī)律

9月7日秋汛第1場(chǎng)洪水是渭河下游今年首場(chǎng)較大洪水，渭河下游平灘流量約為2 000 m3/s左右，因此秋汛第1場(chǎng)洪水（臨潼站洪峰流量為2 750 m3/s），在臨潼站以下部分漫灘，其傳播時(shí)間加長(zhǎng)。洪水在咸陽(yáng)到臨潼河段傳播13.5 h，與以往洪水增加3 h，主要是首場(chǎng)洪水受河道邊界條件的影響。臨潼到華縣區(qū)間傳播30.5 h，比以前正常情況增加約17 h，不考慮區(qū)間加入洪峰削減17.5%。華縣到潼關(guān)傳播24 h，比以往洪水的傳播時(shí)間增加8 h左右。

4.2 秋汛第2場(chǎng)洪水演進(jìn)規(guī)律

秋汛第2場(chǎng)洪水臨潼站洪峰流量為2 730 m3/s，由于渭河下游經(jīng)過(guò)第1場(chǎng)洪水沖刷，平灘流量增大到約2 300 m3/s左右，第2場(chǎng)洪水在臨潼站以下出現(xiàn)部分漫灘。洪水在咸陽(yáng)到臨潼河段傳播10 h，傳播時(shí)間基本正常。在臨潼到華縣區(qū)間傳播29.7 h，比以前不漫灘正常情況增加約15.7 h。華縣到潼關(guān)傳播20 h，比以往不漫灘洪水的傳播時(shí)間增加4 h左右。

渭河咸陽(yáng)至臨潼河段斷面較好，咸陽(yáng)站2 120 m3/s的洪峰在咸陽(yáng)至臨潼河段傳播10 h基本正常，臨潼站2 730 m3/s洪峰流量，在臨潼站以下出現(xiàn)漫灘，由于玉米等高桿作物的阻水作用，傳播時(shí)間加長(zhǎng)，不考慮區(qū)間加入情況下洪峰的削減率為19.8%。

4.3 秋汛第3場(chǎng)大洪水演進(jìn)規(guī)律

秋汛第3場(chǎng)洪水臨潼站洪峰流量為5 410 m3/s，由于渭河下游經(jīng)過(guò)前2場(chǎng)洪水沖刷，平灘流量雖增大到2 500 m3/s左右，但臨潼站5 410 m3/s的大洪水在臨潼站以下出現(xiàn)大漫灘，臨潼站還出現(xiàn)歷史最高水為359.02 m，華縣站洪水位也為歷史次高水位，洪水演進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)。洪水在咸陽(yáng)到臨潼河段傳播8 h，基本正常。在臨潼到華縣區(qū)間傳播33.2 h，比以前不漫灘正常情況增加約19 h。華縣到潼關(guān)傳播24.5 h，比以往不漫灘洪水的傳播時(shí)間增加9 h左右。

華縣到潼關(guān)河段間3場(chǎng)漫灘洪水傳播時(shí)間20～24 h，比未漫灘情況增加6～8 h，主要是洪水漫灘后，因受灘地高桿植物阻水影響，流速減小，傳播時(shí)間加長(zhǎng)。從華縣站的實(shí)測(cè)資料看，斷面漫灘前9月19日6：12水位341.14 m，水面寬258 m,流量2 490 m3/s，其斷面平均流速1.57 m/s。洪峰附近洪水大漫灘后，9月20日6：00水位342.09 m，水面寬增到2 758 m，流量4 050 m3/s，其斷面平均流速僅0.86 m/s，比未漫灘洪水的斷面平均流速減小了45%，斷面寬度增加了約2 500 m，是未漫灘時(shí)的10倍。這次實(shí)測(cè)漫灘洪水的灘地平均流速僅0.510 m/s，最大流速1.33 m/s。

可見(jiàn)，洪水漫灘后主要是灘區(qū)洪水的流速急劇減小，而開(kāi)始漫灘的水流為洪水水面水流，流速接近最大，而上灘后由于灘地阻力的作用，流速急劇減小，主槽的水流也因水面流速的損失而減小，從而使整個(gè)洪水流速減小，這是洪峰演進(jìn)緩慢的主要原因。

5 結(jié)論

1）渭河這次“11·09”秋汛洪水，主要是渭河中下游持續(xù)降雨形成，洪水主要由咸陽(yáng)以上來(lái)水和區(qū)間支流洪水加入組成，由于這些區(qū)間是渭河下游水多沙少的洪水來(lái)源區(qū)，因此含沙量小，對(duì)渭河下游河道沖刷作用明顯。

2）這次洪水的特點(diǎn)是洪峰流量大，華縣站的洪峰流量為30年來(lái)最大洪水，洪水位排歷史次高；洪水過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，歷時(shí)17 d時(shí)間，洪水總量達(dá)27.26億m3；洪水的含沙量小，最大含沙量不超過(guò)50 kg/m3，對(duì)渭河下游河道主槽產(chǎn)生了沖刷作用，從而使渭河下游河道的過(guò)洪能力增加，河道萎縮改善。

3）洪水在渭河下游出現(xiàn)了大漫灘，因受灘地高桿植物阻水作用，流速減小，傳播時(shí)間加長(zhǎng)。分析知目前渭河下游不漫灘洪水（洪峰流量小于2 500 m3/s）在咸陽(yáng)至臨潼河段傳播10 h左右，在臨潼至華縣間一般傳播17 h左右，在華縣至潼關(guān)傳播約16 h左右。而漫灘洪水在臨潼至華縣間一般傳播30 h左右，在華縣至潼關(guān)傳播約24 h。

4）從“11·09”洪水分析可見(jiàn)，對(duì)渭河下游漫灘洪水的預(yù)報(bào)、渭河下游南山支流暴雨加入的降雨徑流預(yù)報(bào)還需作為專項(xiàng)，做進(jìn)一步的研究，以提高洪水預(yù)報(bào)的精度，為防汛提供準(zhǔn)確可靠的洪水預(yù)報(bào)信息服務(wù)。

［1］王云璋，等.近十年渭河流域降水特點(diǎn)及其對(duì)徑流影響的初步分析［J］.人民黃河，1998（10）.

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TV122 < class="emphasis_bold"> ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

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1002—0624（2017）09—0033—04

2017-06-01