新安江干流大梅口“2020·7·7”洪水調查

謝 達，李立州

(安徽省黃山水文水資源局，安徽 黃山 245000)

2020年7月7日，黃山市境內上游普降大暴雨，局地特大暴雨，造成山洪暴發(fā)、河水暴漲，部分地區(qū)受災嚴重[1]。暴雨洪水給歙縣帶來巨大影響，恰遇高考時期，洪水導致高考延期，社會影響巨大[2]。洪水發(fā)生過后，黃山水文水資源局立即組織人手對歙縣徽城鎮(zhèn)大梅口村選取斷面進行洪水調查工作。

1 調查區(qū)域概況

調查點位于練江與新安江干流交匯處，流域控制面積4 670 km2，主河道長度172.1 km。調查區(qū)域地處新安江源頭區(qū)，山高坡陡，境內以山林為主，森林覆蓋率很高，屬亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，雨水豐沛，是安徽省主要的暴雨中心區(qū)之一[3]。春季陰雨連綿，持續(xù)時間長但降水強度小，不易出現(xiàn)洪災。夏季6、7月份降水強度大，雨量集中，極易發(fā)生暴雨洪災。區(qū)域之內洪水歷時短、流速大、洪峰高，從暴雨開始到洪水發(fā)生只有短短的幾小時，加上其間村落多是依山傍水而建，洪水災害尤其嚴重[4]。表1為調查點以上流域幾何特征值表，圖1為調查斷面所處位置。

表1 調查點以上流域幾何特征值表

2 暴雨情況分析

2.1 暴雨的時空分布

2020年7月6日20時至7日8時，新安江流域發(fā)生全流域性暴雨，暴雨中心在歙縣練江以上流域和休寧橫江以上流域。圖2為調查點大梅口以上流域降雨等值線示意圖。

2.1.1 歙縣練江以上流域

歙縣練江以上流域12 h 降雨量163 mm，僅比“1969·7·5”暴雨相應時段降雨量少18 mm，為有實測記錄以來第2位。7 月6 日21 時至7 月7 日7時，全域連續(xù)10 h降雨強度保持在10 mm/h 以上，其中，雨強最大為7月7日1-2時38 mm/h，許村、溪頭等站1 h最大降雨量超50 mm。降雨強度之大、總量之大歷史罕見。降雨量在空間上分布不均勻，主要分布在練江上游的揚之水、布射水、富資水，總體上從北到南，逐漸減少。

圖1 調查斷面所處位置

圖2 大梅口以上流域7月6日20時至7月7日8時降雨等值線示意圖

2.1.2 休寧橫江以上流域

7月2日以來橫江連續(xù)降暴雨、大暴雨，7月2日-7日降雨量450 mm。7月6日20時至7日8時，橫江普降大暴雨，12 h累計降雨量140 mm，黟縣、西武、蘭田等站最大1 h雨量均超50 mm，最大2 h雨量均超110 mm。降雨量在空間上分布不均勻，總體上從北到南，逐漸減少。

2.1.3 休寧率水以上流域

休寧率水以上流域降雨主要集中在7日7時到16時，7月6日21時開始降雨，至7日8時，流域降雨量84.3 mm，降雨量相較于橫江和練江以上流域偏小，但大連站最大1 h降雨量超50 mm，高嶺腳、呈村、冰潭10 h降雨量超過100 mm。降雨量在空間上分布不均勻，總體上從北到南，逐漸減少。

2.2 暴雨特點

2.2.1 歙縣練江以上流域

降雨集中、強度大、總量大。本次強降雨歷時12 h左右，主要降雨集中在6 h內，各雨量站6 h最大降雨量均超過120 mm，占降雨總量的80%以上。其中，揚之水楊溪站和臨溪站最大6 h降雨量均超過歷史實測記錄，分別為133 mm和144 mm；登源河伏嶺下站、大源河大源站6 h 降雨量分別為133 mm、123 mm，均為有實測記錄以來第2位；富溪溪頭站最大1 h、2 h、3 h、6 h 降雨量均超過歷史實測記錄，分別為67 mm、80 mm、131 mm、168 mm。

2.2.2 休寧橫江以上流域

暴雨主要集中在橫江幾條支流上游，黟縣東南部及休寧縣北部。降雨總量大，以黟縣站為例，3日降雨量382.0 mm，7日降雨總量達到639.0 mm都僅次于1996年，為歷史第二。本次降雨強度也是歷史罕見，蘭田站所記錄的最大3 h、6 h、12 h降雨量均超歷史，分別為135.0 mm、180.5 mm、224.5 mm。

此次降雨過程主雨峰偏后，主雨峰集中在6日晚到7日凌晨，西武、黟縣、芳田、儒村、休寧等站最大1 h、2 h、3 h、6 h降雨量均出現(xiàn)在這個時間段。這種次雨峰在前、主雨峰在后且強度大總量大的降水易造成河道內水位暴漲，引發(fā)山洪災害。

2.2.3 休寧率水以上流域

本次暴雨由北向南發(fā)展，6日夜間強降雨主要發(fā)生橫江流域，7日7時起轉移至率水流域，最強降雨出現(xiàn)在7日7時-8時，小時降雨強度達到29.0 mm/h。本次降雨集中、強度大且面廣。

圖3 洪痕及調查河段示意圖

3 洪水調查分析

3.1 洪水調查

本次洪水調查技術要求按照《安徽省山洪影響調查技術要求》與《山洪災害調查與評價技術規(guī)程》執(zhí)行。主要調查內容包括走訪勘查確定洪水過程時間、最高洪水位痕跡、河床組成情況。調查采用的主要儀器設備有中海達RTK測量系統(tǒng)和徠卡TS09型全站儀，通過精密測量儀器進行洪痕和控制斷面的高程測量。

3.2 洪痕調查

本次調查共調查洪痕7處，分布于630 m河道間，調查到水面比降約為比降約為0.2‰。洪痕及調查河段示意圖見圖3。

3.3 控制斷面選擇

控制斷面位于練江與新安江回河口下游約2 500 m處，此處河道順直，中高水受下游彎道控制，故選擇此處作為控制斷面。斷面圖見圖4。

圖4 控制斷面

圖5 匯河口處(浦口)位置圖

圖6 匯河口處新安江干流與練江流量過程

3.4 洪水流量調查

調查位置大梅口村無水文資料，流量計算斷面考慮用上游浦口村練江與新安江干流交匯處，流量主要由新安江干流部分和練江部分的流量組成(見圖5)。浦口處新安江干流流量可以屯溪水文站實測流量面積比擬得到相應的流量，浦口處練江部分流量可用漁梁水文站實測流量面積比擬得到相應的流量。屯溪水文站流域面積為2 670 km2，漁梁水文站流域面積為1 599 km2；根據流域特征值查詢，浦口處新安江干流部分流域面積為3 050 km2，練江流域面積為1 610 km2。屯溪水文站距離匯河口處約27.2 km，漁梁水文站距離匯河口處不到4 km，以屯溪水文站洪水流至匯河口時間約3 h，漁梁水文站洪水流至匯河口時間忽略不計，可得匯河口處流量過程，流量過程見圖6。

面積比擬法計算公式為：

Q設=(F設/F參)n×Q參

(1)

式中：Q設為設計斷面洪峰流量(m3/s)；Q參為參證水文站洪峰流量(m3/s)；F設為設計斷面上流域面積(m2)；F參為參證水文站流域面積(m2)；n為面積指數，取1.0。

各處流域面積見表2。

由上述所示，屯溪水文站后推3h的實測流量按面積比擬算出浦口以上新安江干流的流量，與此時刻漁梁水文站實測流量按面積比擬算出的浦口以上練江的流量相加，便可得浦口處的流量。根據圖7可見浦口處合成流量過程線，經計算，新安江干流浦口處洪峰時間約為7日13時左右，洪峰流量7 700 m3/s。

表2 流域面積表 km2

圖7 匯河口處合成流量過程線

大梅口控制斷面處流域面積4 670 km2，根據面積比擬法計算可得大梅口處新安江洪峰流量為7 720 m3/s。

4 洪水重現(xiàn)期分析

4.1 相關關系法

調查點大梅口村缺乏實測洪水資料，其設計洪水采用周邊地區(qū)實測洪水的洪峰模數推算，即“qm～F/J相關圖”法[5](為洪峰模數、F為流域面積、J為河道坡度)(見圖8)。不同頻率設計洪水洪峰模數qm～F/J相關關系見表3。

表3 新安江流域不同頻率洪峰模數統(tǒng)計表

圖8 新安江流域不同頻率洪峰模數關系圖

已知調查點斷面處相關流域參數F/J，用上圖不同頻率公式計算可得洪模qm,根據洪模qm推求不同頻率設計洪水。各重現(xiàn)期洪峰流量計算成果見表4。

表4 “qm～F/J相關關系法”設計洪水成果表

根據表4各重現(xiàn)期設計洪水成果可知，調查點大梅口“2020·7·7”洪水重現(xiàn)期約為十五年一遇。

4.2 洪水綜合分析

表5為調查斷面“2020·7·7”洪水洪峰流量、洪峰模數、洪水重現(xiàn)期的綜合分析，經調查分析，“2020·7·7”洪水在調查區(qū)域內重現(xiàn)期為十五年一遇左右。

表5 設計洪水成果表

5 結語

(1)本次降雨強度大，降雨集中且降雨量大、面廣，從7月2日開始橫江和練江流域連續(xù)降暴雨、大暴雨，最大一次暴雨發(fā)生在7月6日20時至7日8時，此間，揚之水楊溪站和臨溪站最大6 h降雨量均超過歷史實測記錄，富溪溪頭站最大1 h、2 h、3 h、6 h 降雨量均超過歷史實測記錄；休寧河蘭田站所記錄的最大3 h、6 h、12 h降雨量均超歷史，降雨強度之大、總量之大歷史罕見。

(2)本次洪水調查通過實地走訪和精密測量采集到準確的洪痕和控制斷面高程，利用現(xiàn)有水文站的實測流量資料，通過面積比擬法算得洪峰流量7 720 m3/s，最后利用相關關系法求得調查區(qū)以內流域洪水重現(xiàn)期約15 a。