石嘴山市“180901”暴雨洪水調(diào)查分析

李嘉凱

摘? ?要：2018年8月31日～9月1日，受南下冷空氣的影響，石嘴山市惠農(nóng)區(qū)中南部、平羅縣北部普降暴雨和大暴雨，造成賀蘭山東麓北段眾多溝道發(fā)生洪水，對人民財產(chǎn)安全帶來了巨大損失，交通、農(nóng)田、道路等基礎(chǔ)設(shè)施受到了嚴重破壞。通過對石嘴山市“180901”暴雨洪水進行調(diào)查研究，分析了暴雨的特點、暴雨和洪水成因之間的關(guān)系以及計算洪水洪峰流量小于實測洪水洪峰流量的原因。為寧夏石嘴山市暴雨災(zāi)害防治、預(yù)測、計算及建造防洪工程等工作提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：石嘴山? 暴雨? 洪水? 調(diào)查分析

中圖分類號：P458.1+21.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（a）-0129-04

2018年8月31日夜間至9月1日白天，石嘴山市惠農(nóng)區(qū)中部及南部、平羅縣北部出現(xiàn)暴雨和大暴雨過程，降雨籠罩面積約3387km2，降雨量在25～100mm的籠罩面積為3118km2，占整個降雨籠罩面積92%，降雨量50～100m的籠罩面積為818km2，占整個降雨籠罩面積的24.2%。據(jù)實測降雨量數(shù)據(jù)分析，此次暴雨主要集中在惠農(nóng)區(qū)大王泉溝、黑水溝、道路溝一帶，王蛟溝站和大黑溝站12h降雨量分別為122.8mm和120.8mm，重現(xiàn)期均為100年一遇，苦水溝口和小王泉溝站12h降雨量分別為127.8mm、118.4mm，重現(xiàn)期均達到超100年一遇。受此影響，賀蘭山東麓北段小峰溝、大武口溝、歸德溝、大王泉溝等發(fā)生洪水，其中，大王泉溝、黑水溝發(fā)生有資料以來歷史最大洪水。同時，暴雨導(dǎo)致大王泉溝、黑水溝、小王泉溝三溝匯合處洪峰流量達到886m3/s，洪峰流量重現(xiàn)期超100年一遇，特別是9月1日凌晨1時20分苦水溝洪峰流量達到251m3/s，其重現(xiàn)期超200年一遇，屬歷史罕見。暴雨洪水導(dǎo)致惠農(nóng)區(qū)道路、農(nóng)田、交通等基礎(chǔ)設(shè)施嚴重受損，苦水溝、大黑溝等多條溝道護底及護坡不同程度毀壞，溝道被嚴重沖刷，多處出現(xiàn)洪水漫堤。大黑溝110國道下段村莊附近溝道淤積，導(dǎo)致河床被嚴重抬高，苦水溝110國道東側(cè)汪家莊蓄水池處天然氣管道外露超過100m。同時，洪水導(dǎo)致小玉泉溝站水文監(jiān)測設(shè)施水位計被沖毀。據(jù)不完全統(tǒng)計，“180901”洪水災(zāi)害造成直接經(jīng)濟損失達到1745萬元，其中水利防洪工程損失950萬元。

1? 自然區(qū)域概況

石嘴山市位居寧夏回族自治區(qū)北部，介于東經(jīng)105°58′～106°39′，北緯38°21′～39°25′之間，南與銀川市接壤，北與烏海市毗鄰，全市面積5310km2，占全省總面積的7.9%，屬于溫帶大陸性氣候。全年日照充足，空氣干燥，晝夜溫差較大，年平均降水量在167.5～188.8mm，年均蒸發(fā)量在1708.7～2512.6mm，年平均氣溫8.4℃～19.4℃，年最低氣溫-19.4℃～-23.2℃，年最高平均氣溫32.4℃～36.1℃。由于石嘴山市地處內(nèi)陸，遠離海洋，其水文特征為干旱少雨、水質(zhì)差，春季風沙較多，夏秋兩季常暴雨發(fā)生，易造成洪水災(zāi)害。

2? 暴雨分析

2.1 降雨等級

根據(jù)國家氣象局制定的《降水量等級》（GB/T 28592-2012）標準），“180901”暴雨各站點降雨歷時均在12h左右，可按12h降雨等級標準來規(guī)定本次降雨強度，降雨區(qū)域各代表站雨量等級多為暴雨、大暴雨，各代表站降雨強度統(tǒng)計見表1。

2.2 降雨實況

從各站點雨量監(jiān)測資料記錄過程可以看出，本次降雨過程持續(xù)時間在14h左右，8月31日23：00至9月1日0：00，暴雨中心位于平羅縣渠口鄉(xiāng)、頭閘鎮(zhèn)一帶，整個暴雨中心呈現(xiàn)出沿賀蘭山往北偏移態(tài)勢，暴雨中心代表雨量站降雨量：渠口站34.0mm，官泗渠25.0mm。9月1日0：00至7：00暴雨中心北移到石嘴山市惠農(nóng)區(qū)大王泉溝、黑水溝、道路溝一帶，暴雨中心代表站降水量：苦水溝口91.2mm，王蛟溝87.4 mm，大黑溝86.0mm。9月1日0：00～7：00暴雨中心北移到石嘴山市惠農(nóng)區(qū)大王泉溝、黑水溝、道路溝一帶暴雨持續(xù)時間約為8h，暴雨中心代表站降水量：苦水溝口91.2mm，王蛟溝87.4mm，大黑溝86.0mm。9月1日7：00～9：00，暴雨中心遷移至石嘴山市大武口區(qū)大武口溝、大峰溝流域一帶。時段降雨量見表2。

2.3 暴雨籠罩面積

本次降雨過程中，石嘴山市面平均降雨量41.4mm，最大點雨量為惠農(nóng)區(qū)苦水溝口站129.2mm，其中，惠農(nóng)區(qū)平均降雨量53.7mm，大武口區(qū)平均降雨量44.0mm，平羅縣平均降雨量33.9mm。降雨量在10～25mm的籠罩面積為259 km2，降雨量在25～50mm的籠罩范圍為2300km2，占整個暴雨籠罩面積67.9%，降水總量0.86億m3，占總降水量的56.7%;50～100mm籠罩面積818km2，占整個暴雨籠罩面積的24.2%，降水總量0.61億m3，占總降水量的40.3%。降雨量25～100mm的降雨籠罩面積占整個雨區(qū)的92%，降雨量占總降雨量的97%。降雨量分布見圖1，暴雨面深關(guān)系及點面折減系數(shù)見表3。

3? 暴雨洪水分析

3.1 賀蘭山東麓暴雨洪水特性

賀蘭山東麓屬于干旱土石山區(qū)，是寧夏出現(xiàn)洪水較頻繁的地區(qū)之一。暴雨洪水主要由強降雨產(chǎn)生，受地形雨水影響較大。暴雨洪水特征與暴雨特征二者相呼應(yīng)，具有年際變化大、洪水峰高量大、季節(jié)性和區(qū)域性等特點。洪水大小及多少與暴雨強度、歷時、籠罩面積和下墊面等因素有關(guān)。

暴雨洪水徑流圖形狀受強降雨的影響多為尖瘦型，陡漲陡落，大部分在6h以內(nèi)，一般不超過24h。一般情況下，降雨強度越大則歷時越短，產(chǎn)流方式以超滲產(chǎn)流為主。受暴雨特性和地形、土壤、植被等情況影響，決定了該流域洪水具有暴漲暴落、峰高、量小、洪水歷時短、峰型尖瘦等特點。

3.2 由實測暴雨計算洪水

根據(jù)實測暴雨過程數(shù)據(jù)，選擇大武口溝作為研究對象。根據(jù)點雨量過程分配大武口溝面雨量時段過程見表4。

根據(jù)《寧夏暴雨圖集》計算出每小時的面平均雨量，然后進行產(chǎn)流和匯流計算。產(chǎn)流計算公式如下所示：

土石干旱山區(qū)選用2016試用版圖集扣損公式計算得180722暴雨得180722暴雨洪水洪峰流量797m3/s，小于實測洪峰流量1520m3/s。180901暴雨洪水洪峰流量244m3/s，小于實測洪峰流量400m3/s。計算結(jié)果匯總見表5。

經(jīng)過對比，分析造成計算洪水洪峰流量小于實測洪峰流量的主要原因有以下幾點：

（1）大武口溝流域范圍廣，設(shè)置的站點不能準確測定整個流域的降雨情況。

（2）強降雨的范圍較小，流域內(nèi)未降雨和降雨量小的地區(qū)拉低了面雨量值，從而導(dǎo)致計算洪峰流量偏小。

（3）短時間內(nèi)降雨量大，賀蘭山東麓屬于土石山區(qū)降雨下滲、填洼等損失量較少，導(dǎo)致有效降水量大，實測洪峰流量大。

4? 結(jié)語

通過對石嘴山市“180901”暴雨進行調(diào)查研究，綜合分析了暴雨特征和洪水特征，得出如下結(jié)論：

（1）寧夏石嘴山市9月1日暴雨較為集中，大部分站點4h降雨量占總降雨量的60%以上，部分代表站點大黑溝、小王泉溝等，降雨重現(xiàn)期為百年或超百年一遇，降雨強度大。

（2）暴雨中心呈斑狀分布，呈現(xiàn)出由罐區(qū)沿賀蘭山往北偏移態(tài)勢。

（3）暴雨呈復(fù)式降雨，即開始大，中間小，后面大。

（4）特大洪水發(fā)生時間為9月初，在本地水文資料中比較罕見。

參考文獻

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