龔建華 簡秋敏 常魯寧
(長江水利委員會水文局 長江中游水文水資源勘測局,湖北 武漢 430012)
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臺風對深圳市布吉河草埔站的影響分析
龔建華簡秋敏常魯寧
(長江水利委員會水文局 長江中游水文水資源勘測局,湖北 武漢430012)
摘要:由于兩次臺風“韋森特”和“尤特”的影響,深圳市出現(xiàn)了明顯降水過程,并普遍出現(xiàn)大風。臺風“尤特”登陸后持續(xù)時間長,對布吉河草埔站的影響時間也長,是歷次臺風中較為罕見的情形。通過臺風對深圳市布吉河草埔水文站的影響分析,可進一步了解草埔站臺風暴雨的洪水特性,從而更好地認識布吉河河流水文要素變化的一般規(guī)律。
關鍵詞:臺風;水位流量;韋森特臺風;尤特臺風;水文站;影響分析
深圳市布吉河位于北回歸線以南,屬亞熱帶季風性氣候,氣候溫和,光照充足,雨量豐沛而集中。每年4~10月份為汛期,其中前汛期(4~6月)主要受鋒面低壓槽影響,后汛期(7~9月)主要受臺風影響。臺風是對深圳河流域影響最大的災害性氣候,常伴有暴雨和暴風潮,會造成洪澇災害,并導致嚴重的經濟損失。臺風出現(xiàn)的時間一般在每年的4~11月份,出現(xiàn)頻率最高的是7~9月份。在臺風及熱帶低壓槽影響下,深圳市暴雨也較為頻繁,且年際間變化幅度較大,年內時空、地域分配亦不均,年平均降雨量約1 930 mm。主要集中在4~9月份,約占全年總雨量的85%以上。
布吉河位于深圳河的上游,是深圳河的一級支流。全長約10 km,河流自北向南流經布吉鎮(zhèn)、草埔工業(yè)區(qū)、筍崗滯洪區(qū)、羅湖商業(yè)區(qū),在漁民村處匯入深圳河。布吉河草埔站斷面位于草埔嚇屋村草埔大廈旁,上游約1 km處為布吉河支流徑水和大芬水的交匯處,其下游約5 km處為羅雨泵站。該站為布吉河干流中游控制站(為不受潮汐影響河道站),主要受上游來水的漲落影響,測驗河段順直、河床穩(wěn)定,為梯形河床,低水河面寬8 m,流速分布與斷面形狀相似。由于布吉河河道流程短,當雨強較大時,超滲產流使其產流快、匯流時間短、形成暴雨洪水,洪水過程中水位和流量變化大;同時,持續(xù)時間短,導致草埔站河流具有暴漲暴落的特點。
2.1降水
布吉河草埔站采用JDZ05翻斗式自記儀記錄整個降水過程。臺風“韋森特”從2012年7月23~26日影響布吉河草埔站(見圖1),期間降水強度高、總量大,4 d的降雨總量達到343.0 mm, 最大日降水量為115.0 mm,出現(xiàn)在7月24日,見表1~2。
臺風“尤特”從2013年8月13~18日影響布吉河草埔站(見圖2),降雨歷時即受臺風影響時間達6 d之久,雖然降雨強度并不太大,但降雨歷時很長,6 d的降雨總量達到261.5 mm,最大日降水量為78.0 mm,出現(xiàn)在8月17日。由于臺風云系呈螺旋分布的特點,螺旋云帶空隙時間段出現(xiàn)降雨間歇,使草埔站的降水出現(xiàn)相應斷續(xù)狀況,見表3~4。
2.2水位
布吉河草埔站受臺風“韋森特”和“尤特”影響期間的逐時降水、水位過程線見圖3~4。受這兩次臺風影響,深圳市普遍降雨,大量降水迅速匯集到河道內,由于布吉河河道流程短,暴雨洪水匯流時間短、產流快,具有暴漲暴落的特點,導致河水水位迅速上漲。降雨停止和間歇期間沒有上游水量補充,河水水位即迅速下降回落,期間兩次臺風影響,分別產生3次和2次洪峰過程。在中、高水位級,洪峰過程水位回落迅速,低水水位級則回落相對趨緩,水位的高低與降水強度成正相關,水位起漲時間滯后,降雨開始后約20 min到2 h水位開始上漲,退水時間則要滯后更多,一般為4~8 h。洪水過程陡漲陡落,洪峰過程線峰形尖瘦,漲洪歷時與上游的降雨強度、降雨量有密切關系,當降雨強度大和降雨量大時,則形成匯流速度快、漲洪歷時短、洪水水位高。2012年7月25日12:00~14:00時段內,降水量總計34.5 mm,引起的水位變幅達到1.64 m,是受臺風“韋森特”影響期間的最大水位變幅。2013年8月16日04:00~08:00時段內降水量共計47.5 mm,引起的水位變幅達到2.78 m,是受臺風“尤特”影響期間最大的水位變幅。
圖1 臺風“韋森特”路徑圖2 臺風“尤特”路徑
表1 2012年7月23~26日布吉河草埔站時段降水量
表2 2012年7月23~26日布吉河草埔站時段最大降雨量
表3 2013年8月13~18日布吉河草埔站時段降水量統(tǒng)計
表4 2013年8月13~18日布吉河草埔站時段最大降雨量
受兩次次臺風影響期間的最大降水時間分別出現(xiàn)在2012年7月26日13:00和2013年8月17日03:00,水位卻不是最高,其原因為本文引用的降水記錄是該站數(shù)據,而引起水位變化的關鍵取決于上游降水量。
圖3 布吉河草鋪站2012年7月23~26日逐時降水、水位過程線
圖4 布吉河草鋪站2013年8月13~18日逐時降水、水位過程線
2.3水位-流量關系
圖5~6分別為從布吉河草埔站受臺風“韋森特”和“尤特”影響期間的水位、流量過程線??梢钥闯?,受2次臺風影響,深圳市普遍持續(xù)降雨,布吉河水位迅速上漲,致使河道水面附加比降急劇大增,流速、流量也同時增大。流量的大小與水位的高低成正相關,流量的變化趨勢與水位的變化趨勢基本相應。布吉河草埔站上游來水單一,下游無頂托影響,基本水尺斷面和流速儀測流斷面已經固化,水位-流量關系線為單一線型,即漲落水面在同級水位下的流量相差不大。
圖5 布吉河草鋪站2012年7月23~26日逐時水位、流量過程線
圖6 布吉河草鋪站2013年8月13~18日逐時水位、流量過程線
2012年7月25日11:00~14:00時段內降水引起的流量變幅達到118 m3/s,是受臺風“韋森特”影響期間的最大流量變幅。最大流量125 m3/s,出現(xiàn)在2012年7月25日的12:55。2013年8月16日04:00~08:00的時段內降水引起的流量變幅達到179 m3/s,是受臺風“尤特”影響期間的最大流量變幅。最大流量184 m3/s,出現(xiàn)在2013年8月16日的06:00,均與與最高水位出現(xiàn)時間同步。
深圳市地處廣東沿海,每年都要受到幾次程度不一的臺風影響。2012年第8號臺風“韋森特”和2013年第11號臺風“尤特”對深圳市的影響很大,這兩次較大的臺風對布吉河草埔站的影響分析具有很好的代表性。
臺風“韋森特”于2012年7月24日04:15在臺山市赤溪鎮(zhèn)登陸,登陸時中心附近最大風力13級,風速達到40 m/s,中心最低氣壓955 hPa。受“韋森特”影響,廣東省沿海大部地區(qū)出現(xiàn)了大到暴雨。中央氣象臺7月25日06:00解除臺風預警,臺風預警超過26 h?!坝忍亍庇?013年8月14日15:50在廣東省陽江市陽西縣沿海登陸,中心最低氣壓僅有925 hPa,是2013年全球最強的熱帶氣旋之一,歷經110多個小時才消散。雖然這2次臺風均未在深圳市正面登陸,但由于其強度高、環(huán)流巨大,受其外圍環(huán)流影響,深圳市仍然出現(xiàn)了明顯降水過程,期間普遍出現(xiàn)大風和降雨。
受2次臺風影響,深圳市普遍持續(xù)降雨,強降雨導致布吉河水位迅速上漲,草埔站所測的洪水過程呈現(xiàn)水勢陡漲陡落、洪峰過程線峰形尖瘦的特點;漲洪歷時與上游的降雨強度、降雨量大小及持續(xù)時間密切相關;流量大小與降雨強度、降雨量、水位高低、洪水持續(xù)時間成正相關關系。2012年7月和2013年8月,強降雨曾引起布吉河水位變幅分別達到1.64 m和2.78 m,是兩次受臺風影響期間最大的水位變幅。
(編輯:李慧)
收稿日期:2016-05-15
作者簡介:龔建華,女,長江水利委員會水文局長江中游水文水資源勘測局,工程師.
文章編號:1006-0081(2016)07-0014-04
中圖法分類號:P458.124
文獻標志碼:A