尹家溝夏墊站以上流域2020年8月23—24日暴雨洪水分析

張景俊

摘 要：受冷暖氣流共同影響，2020年8月23日20：35至24日06：40，尹家溝全流域普降大暴雨。本文分析了尹家溝夏墊站以上流域暴雨洪水的暴雨特性、洪水形成規(guī)律、水位流量關(guān)系和產(chǎn)匯流特點(diǎn)，以期為小流域綜合開發(fā)治理、城市規(guī)劃建設(shè)、城區(qū)除澇排水和推求產(chǎn)匯流關(guān)系提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：暴雨;洪水;成因分析

中圖分類號(hào)：XTV122.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）04-0156-03

Abstract： Affected by both the air flow and the cold and warm air flow， from 20：35 on August 23 to 06：40 on August 24， 2020， the entire Yinjiagou basin experienced a heavy rainstorm. This paper analyzed the rainstorm characteristics， the law of flood formation， the relationship between water level and discharge， and the characteristics of runoff generation and convergence of the rainstorm flood in the basin above the Xiadian Station in Yinjiagou， which was expected to provide a design basis for the comprehensive development and management of small watersheds， urban planning and construction， urban waterlogging and drainage， and the estimation of production and confluence relations.

Keywords： rainstorm;flood;cause analysis

在冷暖氣流共同影響下，2020年8月23日20：35至24日6：40，尹家溝全流域普降大暴雨，全流域平均降雨量為104.9 mm，降雨總量為301.1×104 m3。此次大暴雨過程主雨區(qū)歷時(shí)短，強(qiáng)度大，沒有伴隨大風(fēng)和冰雹，因此非常有利于晚秋季作物的生長(zhǎng)及冬小麥的耕種，既補(bǔ)充了地下水資源，又凈化了城區(qū)環(huán)境[1-2]。

1 流域概況

尹家溝發(fā)源于三河市燕郊國(guó)家高新區(qū)盛屯村西北，于夏墊村東入鮑丘河，主河道全長(zhǎng)為14.1 km，流域面積為28.7 km2。夏墊站以上河道長(zhǎng)為12.4 km，流域面積為27.2 km2。流域位于東經(jīng)116°49'53″～116°55'06″、北緯39°54'38″～39°59'50″，呈西北東南走向，承擔(dān)汛期排瀝和污水排放功能。

三河市燕郊國(guó)家高新區(qū)全區(qū)規(guī)劃面積為108 km2，建成區(qū)面積為50 km2，總?cè)丝跒?1萬人，其中戶籍人口有36萬人。

2 暴雨

2.1 雨量大，面上雨量均衡

此次大暴雨為2020年度最大的一次降雨過程，流域內(nèi)三個(gè)雨量站日雨量比較平均，均超過100 mm，流域平均雨量為104.9 mm。尹家溝夏墊站以上流域2020年8月23—24日日降雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

2.2 暴雨歷史短，主雨集中

本次大暴雨過程不足10 h，主雨區(qū)在2020年8月23日21：00至24日01：00的4 h內(nèi)，縮短了產(chǎn)流時(shí)間，增加了產(chǎn)流量。主雨區(qū)流域平均降雨量占流域平均降水量的69.5%。尹家溝夏墊站以上流域2020年8月23—24日逐時(shí)降雨量過程統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示;尹家溝夏墊站以上流域2020年8月23—24日主雨時(shí)段雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。

2.3 產(chǎn)流區(qū)域降水總量

產(chǎn)流區(qū)域降水總量為164.7×104 m3。

3 洪水

由于前期干旱少雨，農(nóng)田墑情差，土壤含水量少，未產(chǎn)生徑流;產(chǎn)流范圍主要出現(xiàn)在城區(qū)及鄰近尹家溝附近的村莊內(nèi)，產(chǎn)流區(qū)域面積為15.7 km2，徑流總量為72.48×104 m3。基流量為12.25×104 m3，直接徑流量為60.23×104 m3，產(chǎn)流區(qū)的產(chǎn)流系數(shù)為36.6%。夏墊站以上流域洪峰徑流模數(shù)為393×10-3 m3/（s·km2）。

3.1 流域洪水形成特性

尹家溝主要承擔(dān)燕郊國(guó)家高新區(qū)東半部雨季瀝水和城區(qū)污水的排放任務(wù)，城區(qū)瀝水先匯入管網(wǎng)，然后排入尹家溝內(nèi)，流域下墊面不透水層面積所占比重大，使降雨初損小，產(chǎn)流量增大。近幾年，三河市政府對(duì)尹家溝全面升級(jí)改造，三河市境內(nèi)河段全部用混凝土硬化，過水能力得到很大提升，加快了匯流速度，減小了匯流過程中的水量損失，滯洪時(shí)間縮短，洪峰流量加大。

此次洪水過程中，夏墊站8月22：13洪水開始起漲，起漲水位為14.65 m，起漲流量為0.589 m3/s，24日05：48洪水漲到峰頂，洪峰水位為15.91 m，洪峰流量為10.7 m3/s，洪峰持續(xù)132 min，漲水歷時(shí)455 min，洪水漲水面漲率為0.17 m/h;從24日08：00以后開始，洪水下落，至26日08：00，洪水落平，落水歷時(shí)48 h，整個(gè)洪水過程歷時(shí)3 467 min。流域內(nèi)大暴雨主雨區(qū)在前4個(gè)多小時(shí)產(chǎn)生，致使洪水起漲迅猛、降落快速，洪峰持續(xù)時(shí)間短，產(chǎn)流系數(shù)大。2020年8月23—26日，尹家溝夏墊站逐時(shí)水位流量過程記載如表4所示，尹家溝夏墊站2020年8月23—26日逐時(shí)水位過程線圖如圖1所示，尹家溝夏墊站2020年8月23—26日逐時(shí)流量過程線圖如圖2所示。

3.2 水位流量關(guān)系特性分析

3.2.1 水位流量關(guān)系曲線特征。尹家溝夏墊站測(cè)流斷面為矩形混凝土結(jié)構(gòu)，河段順直，河槽、斷面控制良好，水位流量關(guān)系穩(wěn)定，2020年8月23—26日，水位流量關(guān)系呈單一曲線。水位流量關(guān)系單一曲線從水位15.20 m開始，呈直線變化，流量增長(zhǎng)率為0.10 m3/s/0.01 cm，符合矩形河床水位流量變化規(guī)律。尹家溝夏墊站2020年8月23—26日水位流量關(guān)系單一曲線如圖3所示。

3.2.2 水位流量關(guān)系單一曲線模型的建立。依據(jù)尹家溝夏墊站2020年8月23—26日水位流量單一曲線關(guān)系圖（見圖3），編制水位流量關(guān)系單一標(biāo)準(zhǔn)曲線表，如表5所示。下面采用2020年8月23—26日水位流量關(guān)系單一標(biāo)準(zhǔn)曲線表中的水位流量數(shù)值，建立夏墊站水位流量關(guān)系單一曲線模型，編制出計(jì)算機(jī)程序，用于推求流量。本站已安裝自動(dòng)采集水位設(shè)備，通過自動(dòng)采集終端的水位數(shù)據(jù)，即可推求出相應(yīng)的流量;還可以按照水文資料整編程序用水位計(jì)算日平均流量。

4 結(jié)語

近十年來，三河市燕郊國(guó)家高新區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與城市建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展期，特別是2010年11月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)升級(jí)為國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)后，依托京津，發(fā)展勢(shì)頭更為強(qiáng)勁，GDP大幅增長(zhǎng)，城區(qū)規(guī)模迅速擴(kuò)延，建成區(qū)面積目前已超過50 km2。因此，做好尹家溝降雨洪水監(jiān)測(cè)工作，可以為城市規(guī)劃建設(shè)、除澇排水、推求產(chǎn)匯流關(guān)系提供設(shè)計(jì)依據(jù)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]張紹軍，劉同僧.泃河1994年7月特大暴雨洪水分析[J].海河水利，2008（2）：38-42.

[2]孫占國(guó)，張紹軍.2011年“7.24-25”暴雨洪水及災(zāi)害分析：以三河市為例[J].河南科技，2016（5）：153-155.