渭河中游“18.7”洪水特性及林～魏区间未控支流的影响分析

石长伟 ，辛 琛 ，张冰洁 ，白少智 ，包岁利

(1.陕西省河流工程技术研究中心，陕西 西安 710018；2.陕西省江河水库管理局，陕西 西安 710018)

0 引言

2010年渭河综合整治以来，渭河中游因堤防工程建设取土，河道冲刷较大，对河道洪水演进带来一定影响[1]；“18.7”洪水是渭河中游1981年以来最大洪水，受近期中游河道冲刷的影响，洪水演进中出现“林～魏区间已有控制站洪峰与洪量不平衡、魏～咸区间洪峰传播时间偏长”等特性，给洪水预报工作带较大的困难。本文在分析渭河中游“18.7”洪水特性的基础上，对林～魏区间未控支流对魏家堡站洪峰、洪量的影响进行探讨。

1 雨区分布及洪水组成

1.1 雨区分布及暴雨中心

受副热带高压外围暖湿气流和低窝系统共同影响，2018年7月8日～13日，泾、渭、洛河流域出现大范围持续性强降雨，暴雨中心位于宁夏泾源和甘肃华亭、庄浪至清水之间，泾河、葫芦河、牛头河流域的狭长区域，以及甘肃泾川至庆城、陕北吴起一线的泾河杨家坪上游干支流，马莲河中游、北洛河上游部分区域。最大日降雨量集中在7月11日，日降雨量大于50 mm的有263站，最大为北洛河头道川铁边城站115.5 mm；5日降雨量大于100 mm的有69站，最大为北洛河宁塞川蔡家砭站156 mm。5日降雨量等值线见图1，降雨区呈典型的“斜向型”降雨分布。

图1 泾、渭、洛河流域7月8日～13日降雨量等值线

1.2 洪水组成

受泾、洛、渭河流域7月8日至13日强降雨影响，渭河中游林家村站7月11日14时30分洪峰流量2390 m3/s，是1981年以来的最大洪水，洪峰大致为8年一遇洪水；区间千河、清姜河等支流洪水汇合后，11日18时魏家堡站洪峰流量4290 m3/s，最大含沙量96.8 kg/m3，是1981年以来的最大洪水，洪峰大致为10年一遇洪水；咸阳站12日10时42分洪峰流量4210 m3/s，含沙量52.8 kg/m3，是2003年以来的最大洪水，洪峰接近5年一遇；渭河中下游各站洪水特征值统计表见表1，洪水过程线见图2。

图2 渭河中游各站18·7洪水过程线

表1 渭河中下游各站2018年7月10日至18日洪水特征值统计表

林～魏区间支流清姜河益门镇站洪峰流量292 m3/s、千河王家崖水库最大出库流量为560 m3/s、石头河水库最大出库流量为348m3/s，林～魏区间支流控制站洪峰简单叠加为1200 m3/s，与林家村站洪峰相加仅为3590 m3/s，仅占魏家堡洪峰流量的83.7%；林家村+区间支流水量5.101亿m3，占魏家堡站洪量的85.9%。表明除上述来源外，形成魏家堡洪峰洪量的洪水中，不考虑洪水演进坦化变形与河道槽蓄量，至少还有700 m3/s洪水与0.833亿m3洪量来源不明。

还可知，千河千阳站洪峰流量1340 m3/s，经冯家山水库及王家崖水库调蓄后，最大出库流量560 m3/s，洪峰削减率58.2%；石头河鹦鸽站洪峰流量520 m3/s，经石头河水库调蓄后，最大出库流量348 m3/s，洪峰削减率33.1%。洪水中冯家山、王家崖、石头河水库发挥了一定的“削峰减量”的防洪作用。

2 洪水特性分析

（1）洪水主要来源于林家村以上及林～魏区间支流

由表1可知，林家村站洪峰2390 m3/s、魏家堡站洪峰4290 m3/s、咸阳站洪峰 4210 m3/s，可见，“18.7”洪水主要来源于林家村以上及林～魏区间支流。

（2）魏家堡站峰高量大，出现建国以来第5大洪水

“18·7”洪水魏家堡站洪峰流量4290 m3/s，在建国以来年最大洪峰系列中排第5位，为1981年以来的最大洪水，按设计洪水成果[1]为10年一遇标准；此次洪水林家村站、魏家堡站最大3日洪量分别为2.351亿m3、4.366亿m3，均大于本世纪以来其它典型洪水的最大3日洪量(见表2)。

表2 渭河中游“18·7”洪水与历次典型洪水洪量对比表

（3）魏～咸段洪峰传播时间明显偏长

渭河中游各站典型洪水传播时间统计见表3。由表3可知，“18·7”洪水魏家堡—咸阳站传播历时为16.7 h；与量级接近的各洪水相比，“18·7”洪水魏～咸间传播历时明显偏长；魏～咸间传播历时较“81.8”洪水长10.2 h。

表3 渭河中游各站洪水传播时间对比表

3 林～魏区间未控支流对洪水演进的影响分析

3.1 未控支流峰、量估算

考察林～魏区间第二次降雨统计可以看出，林～魏区间渭河两岸次降雨量介于53 mm～75.2 mm。结合洪水后林～魏区间洪水调查发现，林～魏区间有17条入渭一级支流存在洪痕且无把口控制站；林～魏洪峰、洪量的不平衡，说明未控支流对此有显著影响。

参照地区综合经验公式[2]的形式，根据本次降雨四个控制站洪峰与流域面积点据 (表4)拟合出渭河中游林～魏区间支流洪峰流量与流域面积式：Q=3.7014×F0.7588，R=0.96。

表4 渭河“18.7”洪水林-魏区间支流洪峰流量与流域面积点据

依据上述关系式计算得林～魏区间其它未控支流本次降雨的洪峰、洪量成果见表5。表中也列出了结合调查估算和专用水位站测验的洪峰成果，据此估算林～魏区间17条未控支流的洪峰流量简单叠加为1210 m3/s，洪量为1.568亿m3，成果具有一定的可靠性。

3.2 未控支流对洪水演进影响分析

由表5可知，17条未控支流的洪峰流量简单叠加为1210 m3/s；考虑区间干支流洪水的错峰和坦化变形，这些洪水来源与前述魏家堡站来源不明的700 m3/s基本相应，未控支流加水是魏家堡洪峰的重要组成。

表5 渭河“18.7”洪水林—魏区间未控支流洪峰特征计算

林家村站洪量为3.072亿m3，区间清姜河、千河、石头河控制站洪量为1.542亿m3，合计占魏家堡站洪量的77.7%；林～魏区间17条未控支流估算洪量为1.568亿m3，占魏家堡站洪量的26.4%，超过1/4；说明未控支流对区间洪量基本平衡有重要影响。

上述分析表明，在“18.7”洪水过程中，林～魏区间未控支流是魏家堡站洪峰形成的重要组成部分，对区间洪水水量平衡有重要影响。

4 结论和建议

4.1 结论

（1）受副热带高压外围暖湿气流和低窝系统共同影响，2 018年7月8日～13日渭河流域出现大范围“斜向型”的强降雨过程；渭河中游林家村、魏家堡站出现1981年以来最大洪水，最大洪峰流量分别为2390m3/s、4290m3/s，洪量分别为3.07亿m3、5.94 亿 m3。

（2）与量级接近的实测典型洪水相比，洪水主要来源于林家村以上及林～魏区间支流、魏家堡站峰高量大、魏～咸段洪峰传播时间明显偏长是渭河“18·7”洪水中游最主要特性。

（3）估算林～魏区间17条未控支流的洪峰流量简单叠加为1210 m3/s、洪量1.568亿m3；考虑区间干支流洪水的错峰、坦化变形与槽蓄量，这些洪水来源与前述魏家堡站来源不明的700 m3/s流量、区间水量相应，未控支流对林～魏区间洪水过程影响明显。

4.2 建议

（1）本次洪水林～魏区间未控支流洪水峰、量均较大，而洪水测报信息不足，建议开展林～魏区间支流降雨-径流预报研究工作，并适时在未控较大支流入渭口建设洪水监测设施。

（2）“18·7”洪水中林～魏区间大中型水库调度有效削减了洪峰、洪量，建议开展渭河中下游类似洪水的水库联合防洪调度研究，为渭河防洪减灾提供基础技术支撑，进一步发挥已有大中型水库的防洪作用。