魏艷鳳,孫 卓
(黑河水文局,黑龍江黑河164300)
呼蘭河鐵力站典型年洪水分析
魏艷鳳,孫 卓
(黑河水文局,黑龍江黑河164300)
呼蘭河上游流域1996年發(fā)生實測歷史1號洪水,洪水漲落迅速,洪災(zāi)損失嚴重。為了系統(tǒng)分析總結(jié)本次洪水規(guī)律特點,文章從洪水出現(xiàn)頻率,洪水氣象成因、水雨情過程、成洪暴雨等幾個方面進行了分析論述。針對洪水特點,從暴雨分布區(qū)域、暴雨量級、暴雨發(fā)生時間、歷時、暴雨籠罩面積等方面進行了說明。
呼蘭河;鐵力站;典型年洪水;洪水頻率;洪水成因;成洪暴雨
鐵力站為呼蘭河上游干流控制站,流域面積為1 838 km2。本站洪水由上游干流和左岸支流小呼蘭河來水隨機組成。
小呼蘭河無水文測站控制,于鐵力站斷面上游14.5 km處匯入呼蘭河,河長74 km,流域面積860 km2[1-2]。
選擇鐵力站建站以來1952—2013年資料系列,統(tǒng)計出逐年最大洪峰流量進行排序,見表1。以實測歷年最大洪水年份1996年為典型年來進行洪水分析。
表1 呼蘭河鐵力水文站年最大流量前10位排序表
頻率分析采用該站1952—2013年62 a連續(xù)實測流量系列,應(yīng)用頻率計算軟件,以矩法初步計算參數(shù)值,采用P—Ⅲ型理論頻率曲線適線,取CS=2.5CV[3]。經(jīng)適線調(diào)整后確定最終采用的設(shè)計值,詳情見表2。
表2 鐵力水文站設(shè)計洪水成果表
洪水分析主要從以下3個方面考慮:
3.1 水情分析
受流域內(nèi)較大持續(xù)強降雨過程影響,鐵力站7月下旬發(fā)生1次特大洪水。鐵力站7月28日20時水位開始上漲,起漲水位205.70 m,相應(yīng)流量32.0 m3/s。
7月30日11時出現(xiàn)洪峰,洪峰水位209.26 m,相應(yīng)流量1 200 m3/s,居于該站洪水系列第1位,出現(xiàn)頻率相當(dāng)于50 a一遇洪水標(biāo)準,超過警戒水位2.26 m,超過保證水位0.78 m。
洪水漲洪歷時為39 h,平均漲率0.09 m/h,最大漲率0.48 m/h,水位總漲幅3.56 m,8月25日洪水落平,落洪歷時為26 d。洪水過程徑流總量為3.463億m3,占年徑流總量(5.115億m3)的67.7%,最大1 d洪量為0.902億m3,最大3d洪量為1.606億m3,洪水過程見圖1。
圖1 呼蘭河鐵力站1996年7月28日—8月25日流量過程線
3.2 形成本次洪水的天氣系統(tǒng)簡介
本次洪水的氣象影響因素主要是有利的環(huán)流形勢和副熱帶高壓,由有關(guān)氣象資料可知,1996年7月27日烏拉爾山為冷低渦所盤踞,貝加爾湖后有強暖高脊,形成低槽線向西南延伸。
7月28日貝加爾湖前低槽進入黑龍江省和內(nèi)蒙古,并形成低渦,渦后伴有強冷空氣,渦前偏南氣流直接影響本區(qū),形成有利的水汽輸送條件,產(chǎn)生持續(xù)性降水。
本區(qū)7月27日副高穩(wěn)定,位置偏北,28日副高維持影響貝加爾湖低槽東移,在東北形成渦,西南暖濕氣流與東北低渦前冷空氣充分匯合,產(chǎn)生流域強降水。
3.3 雨情
3.3.1 5—8月份雨情概述
5月份降雨過程:流域5月降水量較小,月降雨總量為37.1 mm,低于多年同期均值(56.5 mm)34.3%。單站最大月降水量為56.5 mm,最大1 d、3 d降水量均為22.2 mm,均出現(xiàn)在呼蘭河鐵力站。
6月份降雨過程:流域6月降雨總量為144.4 mm,高于多年同期均值(106.2 mm)36.0%。單站最大月降水量為158.7 mm,出現(xiàn)在小白河站。本月21~30日有1次降雨過程,流域平均次降水量為99.1 mm,降雨主要分布在小呼蘭河,降雨中心在小白河站,次降水量為119.7 mm。本月最大1d降水量為38.7 mm,出現(xiàn)在呼蘭河石長站,最大3d降水量為108.4 mm,出現(xiàn)在小呼蘭河上呼蘭站。
7月份降雨過程:流域月降雨總量為252.5 mm,高于多年同期均值(230.3 mm)9.6%。單站最大月降水量為355.6 mm,出現(xiàn)在小呼蘭河南關(guān)站。本月18~31日有1次較大降雨過程,流域平均次降水量為226.6 mm,降雨主要分布在小呼蘭河南關(guān)站,次降水量為339.0 mm。本月最大1 d降水量為160.0 mm,出現(xiàn)在呼蘭河圣浪站,最大3d降水量為232.6 mm,出現(xiàn)在小呼蘭河南關(guān)站,7月降雨為本次洪水的主要來源。1996年呼蘭河鐵力站流域7月份降水過程見圖2。
8月份降雨過程:流域月降水量為70.6 mm,低于多年同期均值(137.7 mm)48.7%。單站最大月降水量為95.9 mm,出現(xiàn)在呼蘭河石長站。本月6~9日有1次較小降雨過程,流域平均次降水量為38.9 mm,降雨均勻分布。本月最大1d降水量為22.8 mm,最大3d降水量為40.4 mm,均出現(xiàn)在小白河站。
圖1 1996年呼蘭河鐵力站流域7月份降雨過程
3.3.2 成洪暴雨分析
此次暴雨洪水主要由7月份長歷時強降雨形成。流域前期影響雨量(pa值)為53.0 mm,處于低值區(qū)。流域7月18~31日有一次強降雨過程,流域次降水量為226.6 mm,降雨具有分布面廣、量大的特點。小呼蘭河流域次降水量相對較大,降雨中心在
南關(guān)站,次降水量為339.0 mm。本次降雨過程最大12h降水量7月29日出現(xiàn)在小白河站,雨量為84.2 mm。最大1 d降水量為160.0 mm,出現(xiàn)在呼蘭河圣浪站,最大3 d降水量為232.6 mm,出現(xiàn)在小呼蘭河南關(guān)站。
本次降雨過程分布不均,流域內(nèi)200 mm以上降雨籠罩面積為1 256 km2,見圖3),占鐵力站流域面積的68.3%。7月降雨主要集中在28~30日,單站最大1 d降水量均出現(xiàn)在29日,流域最大1 d降水量在100 mm以上的籠罩面積為1 035.8 km2,見圖4,占鐵力站流域面積的56.4%,降雨詳情見表3。
表3 1996年7月呼蘭河鐵力站流域主要代表站降雨情況統(tǒng)計表
流域洪水主要由多次強降雨形成,且降雨分布面廣、量大,造成洪水漲洪歷時較短,漲幅較大,漲落迅速,給防洪搶險工作帶來一定不利影響。據(jù)統(tǒng)計,此次暴雨洪水鐵力市﹑帶領(lǐng)區(qū)﹑南岔區(qū)﹑桃山﹑朗鄉(xiāng)﹑雙豐﹑鐵力林業(yè)局均遭受嚴重災(zāi)害,直接經(jīng)濟損失約8.79億元。
圖3 1996年7月18—31日呼蘭河
上游200mm以上降水量籠罩范圍圖
圖4 1996年7月呼蘭河上游流域100mm以上最大1d降水量籠罩范圍圖
[1]黑龍江省水利廳.黑龍江省水文圖集[M].哈爾濱:黑龍江省水利廳,1996:2-6.
[2]黑龍江省水文總站.黑龍江省水資源研究[M].哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,1991:28-29.
[3]伊春市水務(wù)局.伊春市水利志[M].伊春:伊春水務(wù)局,1990:3-5.
TV122.1
B
2014-10-31
魏艷鳳(1976-),女,黑龍江嫩江人,工程師;孫卓(1979-),女,吉林長嶺人,工程師。
1007-7596(2015)06-0018-03