寧夏紅柳溝流域7·01暴雨洪水調(diào)查分析

周 華

（寧夏水文水資源勘測(cè)局吳忠分局，寧夏 吳忠 751100）

1 自然概況

紅柳溝位于寧夏紅寺堡開(kāi)發(fā)區(qū)中部羅山西麓，屬黃土高原丘陵區(qū)，地貌形態(tài)屬羅山山前洪積平原，地貌成因?qū)傥鞅秉S土地貌，區(qū)域內(nèi)大部覆蓋厚層黃土，僅局部河道底部有基巖出露，流域內(nèi)水土流失嚴(yán)重，海拔高度在1160～2624m之間，地形南高北低、東高西低，地形起伏較大，溝壑縱橫，地面完整性差。

紅柳溝發(fā)源于羅山西側(cè)，由南向北穿紅寺堡中部，由中寧縣鳴沙鎮(zhèn)匯入黃河，為黃河一級(jí)支流，河長(zhǎng)107km，流域面積1064km2，河流南北稍偏西走向，東有大羅山、小羅山，西有張家山、煙洞山，海拔最高大羅山2624m。流域上游大羅山、小羅山為土石山區(qū)，有部分天然森林和人工林覆蓋，溝壑發(fā)育良好。中下游為荒漠丘陵區(qū)，植被較差。其中，中游左岸由于張家山發(fā)育有堿井子溝、獨(dú)疙瘩溝、蘭家圈子溝，右岸為荒漠沙丘區(qū)，地勢(shì)平坦無(wú)溝壑發(fā)育；右岸有營(yíng)盤井溝、泉溝，左岸無(wú)溝壑發(fā)育。

紅柳溝流域現(xiàn)布設(shè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)共25處，其中遙測(cè)雨量站點(diǎn)20處，遙測(cè)水位站2處，水文站1處，洪水調(diào)查斷面2處。

2 暴雨分析

2.1 暴雨成因

受東移冷空氣和偏南暖濕氣流共同影響，2018年7月1～2日我區(qū)普降中到大雨，其中青銅峽廣武至中寧縣石空一帶、中寧鳴沙至紅寺堡西北部、同心縣西部、原州區(qū)北部降暴雨，局地大暴雨。

2.2 降雨范圍及降雨量

根據(jù)流域內(nèi)遙測(cè)雨量站點(diǎn)降雨量資料分析，紅柳溝流域降雨自7月1日8:00開(kāi)始至7月2日3:00結(jié)束，歷時(shí)在8.3～19.1h之間，各站點(diǎn)降雨量在29.6～69.6mm之間。強(qiáng)度較大降雨出現(xiàn)在1日15：00～20：00，主雨歷時(shí)5h，暴雨中心在紅寺堡區(qū)南川鄉(xiāng)田家圈一帶，屬典型的夏季山前地形雨，最大30min降雨量25.6mm，最大1h降雨量33.2mm。再加上前期雨量的影響，致使紅柳溝流域大河子水溝、 蘭家圈子溝等主要溝道出現(xiàn)洪水過(guò)程。

2.3 降雨過(guò)程

2018年7月1日8:00～2日3:00流域內(nèi)出現(xiàn)歷時(shí)較長(zhǎng)的降雨過(guò)程，大部分地區(qū)降中到大雨，局地大暴雨，主雨集中在15:00～20:00。本次降雨先從流域上游開(kāi)始，由南向北移動(dòng)，雨量自南向北逐漸遞減，南、北區(qū)域降雨開(kāi)始時(shí)間相差2h。

2.4 降雨特點(diǎn)

紅柳溝流域2018年7月1日暴雨主要特征為：連續(xù)性降雨，降雨歷時(shí)長(zhǎng)，階段性比較分明；暴雨籠罩面積大，基本上是全流域降雨；雨強(qiáng)大，最大1h降雨量33.2mm；產(chǎn)流快，降雨1h發(fā)生洪水。

2.5 暴雨重現(xiàn)期

暴雨中心田家圈遙測(cè)站2018年7月1日15:00～16:00監(jiān)測(cè)雨量33.2mm，最大6h時(shí)降雨量47.4mm。根據(jù)《寧夏暴雨洪水圖集》點(diǎn)雨量均值等值線圖，查得暴雨區(qū)域1h降雨量17.5mm、CV=0.70、CS=3.5CV，6h點(diǎn)雨量30.0mm，CV=0.57、CS=3.5CV，計(jì)算不同保證率點(diǎn)雨量。

通過(guò)分析，暴雨中心田家圈1h降雨量超過(guò)10年一遇，6h降雨量接近10年一遇，如表1。

表1 流域設(shè)計(jì)點(diǎn)雨量 單位：mm

3 洪水分析

3.1 洪水特性

本區(qū)域洪水特性與暴雨特性相應(yīng)，即年際變化大，有明顯的季節(jié)性、地區(qū)性。洪水大小及發(fā)生次數(shù)與暴雨強(qiáng)度、歷時(shí)、籠罩面積等因素有關(guān)。由于紅柳溝發(fā)源于羅山石質(zhì)山區(qū)，屬于山溪性河流，洪水由暴雨產(chǎn)生，其洪水特性一般與暴雨相應(yīng)，其特點(diǎn)是：來(lái)勢(shì)猛，起漲快，峰型尖瘦，陡漲陡落。

3.2 實(shí)測(cè)洪水

2018年有兩場(chǎng)洪水組成，第1場(chǎng)洪水，7月1日17:45開(kāi)始起漲，22:36達(dá)到峰頂，實(shí)測(cè)洪峰流量37.2m3/s，重現(xiàn)期小于5年一遇； 第2場(chǎng)洪水7月2日2:24達(dá)到峰頂，洪峰流量299m3/s，重現(xiàn)期超10年一遇。

3.3 洪水調(diào)查

3.3.1 洪水調(diào)查計(jì)算方法

根據(jù)實(shí)測(cè)過(guò)水?dāng)嗝婷娣e及洪痕比降，采用比降面積法計(jì)算洪峰流量：

Q=A×V

式中A為過(guò)水?dāng)嗝婷娣e （m2）；V為平均流速（m/s），；R為水力半徑（m），R=A/（2h+L）；n為糙率；I為洪水水面比降（10-4）；I=（Z上-Z下）/L；W為洪水總量（萬(wàn)m3），W=a×Q×T；a為概化系數(shù)，取0.19；Q為洪峰流量（m3/s）；T為洪水歷時(shí)（s）。

根據(jù)實(shí)測(cè)斷面，計(jì)算過(guò)水面積、平均水深、水力半徑，并實(shí)測(cè)上下游洪痕高程。

本次計(jì)算該斷面河段洪痕比降，據(jù)《寧夏回族自治區(qū)洪水調(diào)查資料匯編》，查算相應(yīng)比降、平均水深下糙率，計(jì)算出平均流速，平均流速乘以面積的洪峰流量。概化系數(shù)查《寧夏回族自治區(qū)水文手冊(cè)》計(jì)算洪水總量。

3.3.2 洪水調(diào)查

本次洪水選擇3個(gè)斷面進(jìn)行調(diào)查，第一是大河子水溝上游斷面，調(diào)查洪峰流量218m3/s；第二是大河子水溝紅寺堡站，調(diào)查洪峰流量356m3/s；第三是紅柳溝最大支流蘭家圈子溝大河站，調(diào)查洪峰流量99.4m3/s。經(jīng)過(guò)對(duì)洪水調(diào)查成果分析，與紅柳溝鳴沙洲（四）站實(shí)測(cè)洪峰流量相應(yīng)。

3.4 歷史洪水分析

紅柳溝流域2010年以來(lái)發(fā)生了3次較大的洪水過(guò)程，如圖1。其中2010年8月1日洪峰流量423m3/s，重現(xiàn)期50年一遇，2015年8月8日洪水洪峰流量334m3/s，重現(xiàn)期20年一遇。2018年7月1日洪水洪峰流量299m3/s，重現(xiàn)期超10年一遇。

圖1 歷史洪水分析

經(jīng)對(duì)歷史洪水分析比較，紅柳溝流域洪水有以下特點(diǎn)：

（1）洪水起漲較快，陡漲陡落。

（2）洪峰峰型比較尖瘦。

（3）洪水歷時(shí)較長(zhǎng)，一般都超過(guò)10h，最長(zhǎng)達(dá)31h。

（4）基本都出現(xiàn)復(fù)式洪峰。

（5）溝道洪水受降雨由南向北減小分布的影響，自南向北逐漸衰減。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）紅柳溝2018年7月1日洪水受分股東移冷空氣和偏南暖濕氣流共同影響，發(fā)生洪水過(guò)程，最大洪峰流量299m3/s，重現(xiàn)期超10年一遇。洪水特點(diǎn)：峰型較尖瘦，起漲快，峰高量大。

（2）此次洪水雖不及2010年8月11日洪水量大，與2015年8月8日洪水相比只有一個(gè)洪水過(guò)程，但洪水來(lái)勢(shì)兇猛，洪水漲勢(shì)快，極易造成災(zāi)害，具有一定的危害性。

（3）羅山雖然為寧夏中部干旱帶一般性山區(qū)，但沿線受地理位置和地形影響，短歷時(shí)，大范圍突發(fā)性的暴雨洪水，在汛期隨時(shí)都有可能發(fā)生。在發(fā)生大的暴雨時(shí)，受流域地理位置和地形的影響，會(huì)造成大范圍產(chǎn)流，無(wú)論大溝小溝都會(huì)發(fā)生洪水，更容易造成大的危害。