焉耆縣霍拉溝洪水調(diào)查及重現(xiàn)期分析

王正勇

（新疆巴音郭楞水文勘測(cè)局，新疆 巴州 841000）

0 引言

霍拉溝發(fā)源于巴州北部中天山之脈，是流入焉耆盆地的一條以降雨補(bǔ)給為主雨雪混合補(bǔ)給為輔的小河溝。整個(gè)流域呈狹長(zhǎng)羽形，該河平時(shí)水量不大，河道兩側(cè)山體高大，河流在深切峽谷蜿蜒曲回，出山口以上河道不寬，在15 m～80 m 左右。流域縱向集水面積大，集水量也大，河流長(zhǎng)，所以匯流時(shí)間也長(zhǎng)；而橫向流域?qū)挾日?，匯流時(shí)間短，集水面積小，所以調(diào)蓄作用不明顯，但因坡度大、匯流快，有利于高強(qiáng)度短歷時(shí)的突發(fā)性暴雨山洪的形成。為了充分利用霍拉溝水資源，規(guī)劃建設(shè)霍拉溝水庫(kù)，因此，需對(duì)無(wú)水文監(jiān)測(cè)資料的霍拉溝進(jìn)行歷史洪水調(diào)查分析。

1 概況

霍拉溝流域西面與麻扎溝流域接壤，東面與開(kāi)都河流域毗鄰，流域最高點(diǎn)海拔3586 m。流域面上的降水，經(jīng)過(guò)2 條一級(jí)主支流和數(shù)十條一級(jí)時(shí)令支流的匯集調(diào)蓄，自西向東匯集于出山口，山口以上為產(chǎn)流區(qū)。海拔高度在2000 m～3500 m 的地帶降水較多，氣候濕潤(rùn)。山口以下為徑流散失區(qū)，海拔高程多在1500 m 以下，降水量較少，氣候干燥?；衾瓬狭饔虻靥幹芯暥鹊貛У臍W亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，屬于干旱半干旱氣候。年平均降水量為111.1 mm，最大年降水量為214.3 mm（1998 年），最小年降水量為46.5 mm（1968 年）。流域內(nèi)降水量有明顯的垂直地帶性變化，山區(qū)降水量大于平原區(qū)。

2 “7.31”“7.19”歷史洪水調(diào)查分析

2.1 “7.31”歷史洪水

1981 年10 月，巴州水文水資源勘測(cè)大隊(duì)調(diào)查到霍拉溝1981 年7 月31 日發(fā)生了一次大洪水，洪峰流量為114 m3/s。洪水出現(xiàn)前，附近開(kāi)都河上的大山口水文站降水情況如下：26 日0.3 mm、27 日2.0 mm、28 日3.0 mm、29 日0.3 mm、30 日19.3 mm、31 日7.4 mm。

2.2 “7.19”歷史洪水

1988 年7 月2 日巴州水文水資源勘測(cè)大隊(duì)組織職工在霍拉溝出山口下游約500 m 處，對(duì)該河1987 年7 月19 日的洪水進(jìn)行了調(diào)查。在訪問(wèn)當(dāng)?shù)厝藛T后，實(shí)地勘察調(diào)查河段的洪水痕跡，調(diào)查位置：東經(jīng)85°59′00″，北緯42°07′00″，內(nèi)設(shè)三處過(guò)水?dāng)嗝?，分別為上、中、下斷面，上、中過(guò)水?dāng)嗝嫦嗑?4 m，中、下過(guò)水?dāng)嗝嫦嗑?2.5 m，斷面河底高程及比降水位用水準(zhǔn)儀按水文四等測(cè)量測(cè)得，調(diào)查斷面大斷面成果見(jiàn)表1、圖1、圖2。

表1 霍拉溝出山口下游500m 處1987 年7 月19 日調(diào)查洪水大斷面成果表 單位：m

圖1 霍拉溝出山口下游500 m 處1987 年7 月19 日調(diào)查洪水河段平面圖

圖2 霍拉溝出山口下游500 m 處1987 年7 月19 日調(diào)查洪水大斷面圖

按《水文調(diào)查規(guī)范》的技術(shù)要求，上斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e42.8 m2，水力半徑R=1.42 m、水面比降I=171×10-4，計(jì)算出上斷面洪峰為151 m3/s；中斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e43.9 m2，水力半徑R=1.56 m、水面比降I=166×10-4，計(jì)算出中斷面洪峰為162 m3/s；下斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e43.0 m2，水力半徑R=1.69 m、水面比降I=163×10-4，計(jì)算出下斷面洪峰為166 m3/s。因斷面距離較近，河段比較順直，河床平整，河床組成均為沙礫石夾雜著大卵石，河寬相近，糙率參照“水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)”，選用0.047，得到調(diào)查斷面1987 年的洪峰流量為160 m3/s。

本次洪水調(diào)查位于霍拉溝出山口下游500 m 處，發(fā)生洪水的前兩日一直在下雨，根據(jù)大山口水文站實(shí)測(cè)資料的降水記錄，7 月17 日開(kāi)始斷斷續(xù)續(xù)下雨，降水量為6.5 mm，18 日降水量為1.3 mm。據(jù)霍拉山生產(chǎn)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)桑格吉（蒙古族48 歲）和司馬義老人回憶，1987 年7 月19 日下午9 時(shí)開(kāi)始漲水，到夜里12 時(shí)達(dá)最高水位，一直持續(xù)到第二天11 時(shí)開(kāi)始下落，延續(xù)6天后才落平。另?yè)?jù)焉耆縣水電局洪災(zāi)損失統(tǒng)計(jì)，這次洪水是1981 年以來(lái)的最大一次洪水。由于洪水發(fā)生時(shí)間距調(diào)查時(shí)間非常近，調(diào)查人員對(duì)洪水發(fā)生過(guò)程記憶深刻，洪水調(diào)查資料和訪問(wèn)記錄比較詳細(xì)，資料較可靠。

3 “7.18”歷史洪水調(diào)查

1997 年3 月28 日巴州水文水資源勘測(cè)大隊(duì)組織職工在霍拉溝出山口上游3 km 處，對(duì)該河1996 年7 月18 日的洪水進(jìn)行了調(diào)查。在訪問(wèn)當(dāng)?shù)厝藛T后，實(shí)地勘察調(diào)查河段的洪水痕跡，調(diào)查位置：東經(jīng)85°57′25.4″，北緯42°05′54.8″，內(nèi)設(shè)二處過(guò)水?dāng)嗝婧蜕舷卤冉禂嗝?，分別為上、下游斷面，二處過(guò)水?dāng)嗝嫦嗑?50 m，斷面河底高程及比降水位用水準(zhǔn)儀按水文四等測(cè)量測(cè)得，調(diào)查斷面大斷面成果見(jiàn)圖3、4。

圖3 霍拉溝出山口上游3.0 km 處1996 年7 月18 日調(diào)查洪水河段平面圖

圖4 霍拉溝出山口上游3.0 km 處1996 年7 月18 日調(diào)查洪水大斷面圖

按《水文調(diào)查規(guī)范》的技術(shù)要求，上游斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e19.4 m2，水力半徑R=1.02 m、水面比降I=263×10-4，河段比較順直，河床平整，河床組成均為沙礫石夾雜卵石，卵石直徑約為40 cm 左右，糙率參照“水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)”選用0.029，計(jì)算出上斷面洪峰為112 m3/s。下游斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e16.1 m2，水力半徑R=0.89 m、水面比降I=306×10-4，河段比較順直，河床平整，河床組成均為沙礫石夾雜卵石，卵石較小，直徑約為20 cm 左右，糙率參照“水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)”，選用0.025，計(jì)算出下斷面洪峰為104 m3/s。所以，得到調(diào)查斷面1996 年的洪峰流量為108 m3/s。

本次洪水調(diào)查位于霍拉溝上游3.0 km 處，發(fā)生洪水時(shí)的幾日一直在下雨，根據(jù)大山口水文站實(shí)測(cè)資料的降水記錄，7月18 日降水量為8.6 mm，19 日降水量為0.1 mm。據(jù)1985 年開(kāi)始上班的七個(gè)星鄉(xiāng)水管站站長(zhǎng)玉蘇普介紹，1996 年的洪水是他上班以來(lái)親眼見(jiàn)到的最大的一場(chǎng)洪水。1987 年的洪水?dāng)y帶著大量的漂浮物，給鄉(xiāng)里帶來(lái)一定的損失，當(dāng)時(shí)水管人員估計(jì)洪峰流量為60.0 m3/s 左右。

由于1996 年發(fā)生的洪水是1988 年～1997 年間最大的一場(chǎng)洪水，洪水發(fā)生時(shí)間距調(diào)查時(shí)間較近，玉蘇普同志對(duì)洪水發(fā)生過(guò)程記憶深刻，洪水調(diào)查資料和訪問(wèn)記錄也都比較詳細(xì)，資料較可靠。

4 “97.7”洪水調(diào)查

2014 年10 月11 日，巴州水文水資源勘測(cè)局組織對(duì)霍拉溝1997 年7 月的洪水進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查在霍拉溝出山口上游2.5 km 處設(shè)立了調(diào)查斷面，斷面位置東經(jīng)85°57′39.7″，北緯42°05′58.1″。本次調(diào)查河段布設(shè)上、中、下三個(gè)調(diào)查斷面，每?jī)蓴嗝嬷g相距30 m。調(diào)查河段的左岸為陡峭的基巖，右岸為卵石和戈壁砂石，河岸生長(zhǎng)著大的榆樹(shù)、柳樹(shù)和茂密的低矮灌木，河床為砂礫石和卵石河床。根據(jù)河岸的樹(shù)杈上和戈壁礫石縫隙中清晰可見(jiàn)1997 年洪水中攜帶來(lái)的雜草、木屑、漂浮物等洪水殘留物，根據(jù)這些洪水殘留物找到了1997 年最大洪水的水面位置。調(diào)查斷面大斷面見(jiàn)圖5、圖6。

圖5 霍拉溝上游2.5 km 處1997 年7 月洪水調(diào)查河段平面圖

圖6 霍拉溝上游2.5 km 處1997 年7 月洪水調(diào)查大斷面圖

洪峰流量用曼寧公式計(jì)算，按《水文調(diào)查規(guī)范》的技術(shù)要求，上斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e42.57 m2，水力半徑R=2.00、水面比降I=210×10-4，計(jì)算出上斷面洪峰為272 m3/s；中斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e44.14 m2，水力半徑R=1.72、水面比降I=237×10-4，計(jì)算出中斷面洪峰為271 m3/s；下斷面洪水過(guò)水?dāng)嗝婷娣e41.09 m2，水力半徑R=1.84、水面比降I=263×10-4，計(jì)算出下斷面洪峰為270 m3/s。根據(jù)斷面情況，河段比較順直，河床還算平整，河床中不均勻分布的大卵石直徑在0.8 m 左右，河床組成均為鵝卵石夾雜沙礫石，發(fā)生洪水時(shí)沒(méi)有漫灘現(xiàn)象，河較窄，三斷面河寬相近，糙率參照“水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)”和河床組成的實(shí)際情況確定為0.036，得到調(diào)查斷面1997 年的洪峰流量為271 m3/s。

2014 年10 月11 日在洪水調(diào)查訪問(wèn)過(guò)程中，霍拉溝八大隊(duì)的群眾都一致反映1997 年洪水為霍拉溝最大洪水。調(diào)查中，首先對(duì)洪水調(diào)查位置進(jìn)行實(shí)地踏勘，在各節(jié)點(diǎn)斷面選擇過(guò)水?dāng)嗝姹容^集中、河道順直的河段作為洪水調(diào)查河段。1997 年發(fā)生的洪水距2014 年時(shí)間比較長(zhǎng)，調(diào)查斷面河段兩岸岸邊洪水沖刷痕跡及洪水殘留物痕跡較明顯，由于洪水較大，造成人員傷亡且經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，霍拉溝八大隊(duì)群眾對(duì)此次洪水記憶猶新，洪水調(diào)查資料和訪問(wèn)記錄也都比較詳細(xì)，資料較可靠。

5 歷史洪水重現(xiàn)期的確定

巴州水文水資源勘測(cè)局自1981 年～2014 年對(duì)霍拉溝河進(jìn)行了4 次洪水調(diào)查，所有歷史洪水調(diào)查成果見(jiàn)表2。

表2 歷史洪水調(diào)查成果表

通過(guò)歷史洪水調(diào)查，霍拉溝1987 年7 月和1997 年7 月所發(fā)生洪水重現(xiàn)期的確定對(duì)設(shè)計(jì)洪水成果影響程度很大。

通過(guò)歷史訪問(wèn)記錄反映，自20 世紀(jì)80 年代后，1981 年、1987 年、1996 年雖然不同程度的發(fā)生洪水，都造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，可是1987 年的洪水更加嚴(yán)重，沖毀六、七兩個(gè)大隊(duì)的水電站二處，民房、農(nóng)田以及霍拉山生產(chǎn)隊(duì)的引水渡槽、渠道，可以確定1987 年的洪水在此期間排位第一，所以推斷1987 年的洪水是1981 年～1996 年間最大的一場(chǎng)洪水。2014年10 月11 日在霍拉溝出山口上游2.5 km 處，對(duì)該河1997年7 月發(fā)生的洪水進(jìn)行了調(diào)查，最大洪峰流量為271 m3/s。通過(guò)歷史訪問(wèn)記錄反映，1997 年的洪水沖毀公路，3 天不通行，并致使3 名群眾喪失生命，可以確定1997 年的洪水比1987年還大，所以1997 年的洪水是1981 年～2014 年間最大的一場(chǎng)洪水。

通過(guò)時(shí)間和洪水調(diào)查值大小的比較可以確定，1997 年的洪水是1981 年～2014 年期間最大的一場(chǎng)洪水，1987 年發(fā)生的洪水排位第二。根據(jù)以上情況可判斷，1997 年洪水的考證期N為（2014－1981＋1）=34 年，其重現(xiàn)期T為N+1=35 年。1987 年發(fā)生的洪水重現(xiàn)期為17 年。

6 結(jié)語(yǔ)

歷史調(diào)查洪水，是彌補(bǔ)水文資料不完整的最好措施。通過(guò)4 次實(shí)地調(diào)查訪問(wèn)和野外勘查計(jì)算分析，1997 年7 月的洪水為霍拉溝自1981 年～2014 年期間最大洪水，洪峰為271 m3/s，洪水重現(xiàn)期為35 年，可供霍拉溝水利工程建設(shè)進(jìn)行借鑒。