賀蘭山東麓“8·21”暴雨洪水分析

(寧夏水文水資源勘測(cè)局，寧夏 銀川 750001)

賀蘭山東麓“8·21”暴雨洪水分析

藺海紅

(寧夏水文水資源勘測(cè)局，寧夏 銀川 750001)

2016年8月21日,賀蘭山局地降大到暴雨，單站最大日降雨量為蘇峪口溝石灰窯站日降水量達(dá)227.0 mm。受強(qiáng)降雨影響，賀蘭山中北部地區(qū)多條溝道發(fā)生超保洪水，繼1998年以來最大洪水過程。此次洪水峰高、量大、歷史短，洪水造成部分水文設(shè)施損毀，農(nóng)田受淹、道路及水利設(shè)施被沖毀。根據(jù)流域內(nèi)設(shè)立的雨量站、水文站所監(jiān)測(cè)到的降水資料，對(duì)此次洪水進(jìn)行調(diào)查分析，為賀蘭山東麓防洪治洪提出建議。

賀蘭山東麓；暴雨洪水；防洪

根據(jù)《寧夏暴雨洪水圖集》、《寧夏干旱半干旱小流域暴雨洪水泥沙研究》產(chǎn)流分區(qū)，賀蘭山銀川段溝道流域?qū)儆诎敫珊祬^(qū)，為典型的超滲產(chǎn)流區(qū)。由于本次降雨強(qiáng)度大，歷時(shí)較短，且時(shí)空分布相對(duì)集中，大部分賀蘭山溝道形成均洪水過程，整個(gè)洪水過程陡漲陡落，峰型尖瘦，并伴有泥石流等自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

1 流域概況

賀蘭山位于寧夏回族自治區(qū)北部，是青銅峽灌區(qū)的天然屏障，既可以阻擋西麓寒流及風(fēng)沙對(duì)灌區(qū)的侵襲，又能攔截東麓暖濕空氣并使其抬升形成地形雨。山脈大致呈西南、東北向，與黃河流向平行，全長200多千米，寬約30 km，主峰海拔3 556 m。賀蘭山東麓山勢(shì)陡峭，多為石質(zhì)山區(qū)，土層薄，植被稀疏，溝道發(fā)育，多呈長條形，東麓除最北部的3條溝道直接入黃河外，其它溝道在小洪水時(shí)呈漫流損失于洪積坡地上，大洪水時(shí)則匯入坡地下部的渠道、排水溝或湖、攔洪庫等，山洪危害較大。東麓有大小山洪溝67條，山地總面積3 663 km2。溝道集水面積大于50 km2的有13條，大于30 km2的有20條，大武口溝最大，集水面積為576 km2。山洪溝道多為季節(jié)性河道，少數(shù)溝道有常流水，多數(shù)溝道除發(fā)洪水外常年溝干。年平均降水量200～400 mm，年徑流深5～40 mm，且隨高程增加而增大，降雨多以暴雨形式出現(xiàn)，24 h暴雨均值40～70 mm，發(fā)生時(shí)間大多集中在7、8月，洪水也相應(yīng)發(fā)生在7、8月。賀蘭山地區(qū)局地性突發(fā)暴雨較多，洪水暴漲暴落，峰型尖瘦，歷時(shí)短，一般幾小時(shí)至一天。

2 暴雨分析

2.1 暴雨成因

本次暴雨受擴(kuò)散東移冷空氣和副高偏南暖濕氣流的共同影響，加之賀蘭山地形抬升的影響，造成賀蘭山中北段降大到暴雨，局地降特大暴雨。其中賀蘭山插旗口溝雨量站實(shí)測(cè)最大1 h降雨量112.0 mm，單站最大日降雨量為蘇峪口溝石灰窯站日降水量達(dá)227.0 mm。

2.2 暴雨籠罩面積

賀蘭山“8·21”銀川段暴雨在此次調(diào)查范圍內(nèi)降水總量6 751萬 m3。降雨等值線200～150 mm籠罩面積126.0 km2，計(jì)算雨量175 mm，降雨總量2 205萬 m3；150—100籠罩面積183 km2，計(jì)算雨量125 mm，降雨總量2 288萬 m3；100～50 mm，籠罩面積145 km2，計(jì)算雨量75 mm，降雨總量1 088萬 m3；50～10 mm籠罩面積390 km2，計(jì)算雨量30 mm，降雨總量1 170萬 m3。合計(jì)總降雨量為6 751萬 m3。

表1 “8·21”暴雨籠罩面積表

從表1可以得知本次降水大于10 mm的降雨籠罩面積為844 km2，降水總量為6 751萬 m3。統(tǒng)計(jì)區(qū)域?yàn)橘R蘭山西至西側(cè)分水嶺，東至西干渠10 mm降雨等值線，南至永寧縣與青銅峽分界線，北至賀蘭山與平羅分界線。暴雨中心為蘇峪口水文站上游石灰窯雨量站附近，降雨量為227 mm。從賀蘭山“8·21”暴雨等值線圖可以看出，本次降水高值區(qū)(100 mm)與賀蘭山高山區(qū)基本吻合。

2.3 暴雨稀遇程度

根據(jù)蘇峪口及磷礦不同時(shí)段長系列自記雨量資料，經(jīng)PIII型頻率曲線適線(見表2～表4)。

3 洪水分析

受強(qiáng)降雨影響，8月21-22日賀蘭山東麓大部分溝道發(fā)生洪水過程，其中拜寺口溝、蘇峪口溝、賀蘭口溝、插旗口溝等發(fā)生較大洪水。以拜寺口溝為界限，沿山溝道洪水及降雨均呈現(xiàn)南少北多、南小北大的態(tài)勢(shì)，各溝道洪水歷時(shí)較短，洪水過程陡漲陡落，峰高量大，破壞性極強(qiáng)，滾蘇路、鎮(zhèn)蘇路多處過水路面被沖毀或發(fā)生泥石流淤積、堵塞。

表2 “8·21”暴雨蘇峪口、磷礦雨量站不同時(shí)段降雨量重現(xiàn)期 mm

表3 “8·21”暴雨 1小時(shí)暴雨頻率計(jì)算

表4 “8·21”暴雨6小時(shí)暴雨頻率計(jì)算

3.1 蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪水過程

受強(qiáng)降雨影響賀蘭山銀川段沿山溝道從8月21日19:50之后開始出現(xiàn)洪水。22:12蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪峰流量300 m3/s，8月22日00：12實(shí)測(cè)洪峰流量310 m3/s，01:16實(shí)測(cè)洪峰流量431 m3/s，之后開始下落，洪水歷時(shí)長達(dá)9 h，洪量270.6萬 m3。

圖1 蘇峪口水文站洪水過程線圖

3.2 洪水重現(xiàn)期分析

蘇峪口水文站于1971年設(shè)站至今，至今已有46年系列觀測(cè)資料，賀蘭口溝為定點(diǎn)洪水調(diào)查斷面，自1979年設(shè)站至今，已有38年系列調(diào)查資料。以上兩站資料系列代表性較好，本次分析重現(xiàn)期采用以上兩站資料進(jìn)行分析。

用蘇峪口水文站、賀蘭口洪水調(diào)查斷面歷年最大實(shí)測(cè)和調(diào)查洪峰流量資料點(diǎn)繪頻率曲線，采用PⅢ型頻率曲線，Cs/Cv采用3.0倍，經(jīng)適線后對(duì)Cv值稍作調(diào)整，蘇峪口、賀蘭口兩站PⅢ型頻率曲線適線成果見表5，不同頻率的洪峰流量見表6。

表5 蘇峪口水文站及賀蘭口洪水調(diào)查斷面PⅢ型頻率曲線適線成果

2016年8月22日01:16蘇峪口水文站實(shí)測(cè)洪峰流量431 m3/s，賀蘭口溝調(diào)查洪峰流量428 m3/s，從適線成果分析確定，賀蘭山東麓“8·21”洪水中，蘇峪口溝洪水重現(xiàn)期為50 a一遇，賀蘭口溝洪水重現(xiàn)期為70 a一遇。

賀蘭縣境內(nèi)賀蘭山東麓各主要溝道8·21洪峰流量頻率見表5。

表6 賀蘭山東麓主要溝道“8·21”洪峰流量頻率成果

4 洪水計(jì)算成果分析

賀蘭山銀川段“8·21”暴雨洪水，經(jīng)調(diào)查整理計(jì)算分析各項(xiàng)指標(biāo)是合理的?？傮w呈現(xiàn)出南小、中大、北小的分布規(guī)律，降水籠罩面積為844 km2，降水總量為6 751萬 m3左右，各溝道產(chǎn)生的洪水總量為1 368萬 m3左右，整個(gè)暴雨籠罩的區(qū)域的平均徑流系數(shù)0.20，符合賀蘭山區(qū)特性。綜合分析調(diào)查成果合理可靠。

5 結(jié)語

賀蘭山“8·21”特大暴雨洪水，發(fā)生時(shí)間自98年5月20日歷史記錄以來罕見洪水過程，造成的洪水災(zāi)害損失大，水利工程水毀較為嚴(yán)重。尤其是西夏區(qū)和賀蘭縣沿線導(dǎo)洪堤大多為20 a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，低于此次洪水行洪能力。因此建議今后修建水利防洪工程，要考慮超保洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)滯洪區(qū)的淤積要及時(shí)復(fù)核進(jìn)行加固，同時(shí)加強(qiáng)滯洪區(qū)的管理和水文測(cè)報(bào)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，發(fā)揮水文情報(bào)工作、預(yù)報(bào)工作在防洪減災(zāi)的作用。

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1004-1184(2017)05-0144-02

2017-04-06

藺海紅(1986-)，男，陜西靖邊人，助理工程師，主要從事水文水資源勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。