无定河流域槐理河95.9.1暴雨洪水调查分析

2015-10-21 17:12王俊青翟春雷张健吴鋆
建筑工程技术与设计 2015年27期
关键词:调查分析

王俊青 翟春雷 张健 吴鋆

摘 要:1995年8月下旬至9月初,陕北地区发生了大面积长历时的降雨过程,其中9月1日日子洲县裴家湾乡、淮宁湾乡出现大暴雨,使槐理河流域出现同治末年(约1864年)以来最大的暴雨洪水,造成了较大损失。为补充水文站网之不足,广泛收集洪水资料,特对该次暴雨洪水进行了调查分析。

关键词:无定河;暴雨洪水;调查分析

1流域基本概况

槐理河(又名淮宁河)是无定河流域下游右岸的一条大支流,发源于子长县涧峪岔乡的王家河程家沟村,流经子长、子洲、绥德三县,在绥德县邓家楼村汇入无定河,全长85.2km,流域面积1222km2。该流域属黄土丘陵沟壑区,按照破碎程度属峁状丘陵地。悬谷陡崖很多,由于丘陵沟壑密度大,地下水贫乏,因此洪水主要来自暴雨。

2暴雨

2.1降雨概况:9月1日下午9时至10时出现大暴雨。据裴家湾雨量站观测员乔振海及家人介绍:“当时雨下的很大,雨量筒中的储水器水装满后又换上人工观测雨量筒,储水器中的雨量和人工雨量筒中雨量共为115mm。雨量计记载、降雨自20:10起,30分钟后暴雨来临到22时降雨95mm。次日零时20分降水结束,历时3小时10分,记录量为116mm。

2.2暴雨时程分布:这次降水过程自8月25日开始,至9月1日流域内是有一个较强的降水过程,25日至31日裴家湾雨量站降水量为68.3mm,田庄站降水量为89.1mm。9月1日20时左右流域内出现大暴雨,调查暴雨中心时,群众普遍反映,60分钟内雨下的最大。这次降雨中心裴家湾站翻斗式雨量计记载20:40开始降水,21:00~22:00降雨强度最大,平均强度为1.8mm/min,22:20降雨强度开始减弱,次日零时20分降雨结束。其中50分钟降雨量为90mm,占总雨量的78%,可见暴雨时程分布高度集中。形成产流历时很短的现象。另外一个明显特点是暴雨中心笼罩面积小,梯度大。如暴雨中心距田庄,直线距离为5km,雨量想差81.5mm,平均梯度达16.9mm/km。

2.3暴雨范围:这次暴雨中心主要集中在东经110°03′,北纬37°23′附近,降雨量大雨100mm的笼罩面积为87.2 km2。见表(1)。

槐理河流域“95.9.1”暴雨深~面积计算表 表(1)

等深线值 115 100 80 60 40 30 23.3

笼罩面积(km2) 0 87.2 199.2 295 442 769 1143

面平均雨深(mm) 107 97.6 88.7 76.1 59.7 48.3

累积降水总量(万m3) 937 1945 2617 3362 4592 5546

从表(1)中可以看出本次降雨路径为西南向东北方向移动,流域内自上向下移动。

3洪水

3.1洪水调查概况:9月1日晚8时50分至9时40分,长达50分钟的暴雨,山洪暴发,淹没了绥德县西线田庄段60%公路,水深达1~3米,使人、财、物遭受了严重损失。随后洪水进入无定河,形成了9月2日无定河白家川站2430 m3/s的洪峰流量。

3.2历史洪水调查:从调查的结果看9月1日洪峰田庄断面为3560 m3/s,为同治末年来最大洪水。裴家湾断面洪峰流量1580m3/s,大于1943年得洪水。1943年洪水比95.9.1洪水位高,但因当时河槽很窄,(仅4米宽左右),后来因当地群众建设需要,逐年沿河开石,河槽宽度逐增至目前的56.9米宽,因此推算洪峰流量小于95.9.1洪水。

3.3洪峰过程:槐理河洪水主要来自中游和下游清水沟,呼家岔沟,本次洪水过程经调查为单式峰。槐理河右岸支流呼家岔沟,集水面积为87.6 km2。洪峰流量为1210 m3/s,峰现时间为21:40分左右,洪峰模数为13.8 m3/s·km2。据实地调查走访,此次为1920年以来出现的最大洪水。位于淮宁湾乡的清水沟,集水面积为120.5 km2,9月1日22:00左右洪水猛涨,洪峰涨落过程急剧,推算洪峰流量为1280 m3/s,洪峰模数为10.6 m3/s·km2,比调查的1952年洪水位低1~2米,为四十三年以来最大洪水。

4合理性检查及成果评价分析

4.1对调查洪峰流量验证:根据槐理河原淮宁湾水文站(现已撤)观测资料分析,点绘历年水位流量关系综合线,该站1977年实测最大洪峰流量为2020m3/s,最高水位為99.30米,95年9月1日最高洪水位为101.98米,比1977年水位高2.68米。断面右岸稍有冲刷,比1977年断面面积增加10m2。点绘历年水位流量关系线综合线为单一线型。推算水位101.98米的相应流量为3280 m3/s,增加部分流量按平均流速5.81m/s计算,流量为58.1 m3/s,合计3440 m3/s,同调查流量3500 m3/s相比较,想差1.71%,说明调查到的资料较为准确可靠。

4.2上、下游站洪水流量对照情况:从洪峰流量对照情况看,槐理河中上游裴家湾断面洪峰流量为1580 m3/s,区间清水沟断面洪峰流量1280 m3/s,呼家岔沟洪峰流量1210 m3/s,合成流量应为4070 m3/s,但是因各条支沟因暴雨产峰时间先后不一,且各自洪峰出沟汇流到主河道时因途中损失一定水量,故当各支沟洪水汇合到淮宁湾站断面时,在主河道洪水经途中运行,损失一定水量,按照小河道一般洪水运行传播规律计算洪水合成流量应为3500 m3/s左右(传播系数约0.85)。在淮宁湾断面到田庄断面区间又有一条小支沟(洪水推算200m3/s)其间经近10华里短途运行,损失一定水量因而在田庄断面出现洪峰流量为3500 m3/s,据反复推算,上、下游洪峰量基本趋于合理。

4.3洪水总量与净雨量对照:槐理河田庄断面某水面积为1143km2,9月1日洪峰流量3560 m3/s,计算洪量为1135万m3。流量内降水总量为5516万m3,根据同次洪水大理河流域资料分析径流系数为0.21。按0.21求推求槐理河田庄以上净雨总量为1158万m3,同计算洪峰总量想差2.03%,认为洪量推估较准确合理。

4.4成果评价:①点暴雨量可靠程度的评定:点暴雨量调查在裴家湾附近,裴家湾雨量站为黄委会中游水文水资源局设立的群众雨量站,观测场地,仪器口距地面高度均按规范要求设置,观测人员量的雨量与仪器记录雨量基本相符,按照“水文调查指南”点暴雨量可靠程度评价表要求,点暴雨量可靠。②调查断面洪水可靠程度的评定:9月1日槐理河发生暴雨洪水,调查时洪水水痕、泥迹清晰可见。“按照水文调查指南”洪痕可靠程度评定要求,认为洪水痕迹可靠。③洪峰流量可靠程度评定:推算洪峰流量,河道顺直,断面一般规整,冲淤变化较小,所选用糙率,均依据河床组成,滩地植被情况所定,依照洪峰流量可靠程度要求,认为洪峰流量计算可靠。

通过对点暴雨量,断面洪痕,洪峰流量可靠程度的评定采用径流比降~面积法,历年水位~流量关系线法,计算洪峰流量,计算成果想差1.71%。径流量采用洪水过程概化三角形,降水径流量推算两者想差2.0%,说明调查到得暴雨量、洪峰流量、径流量准确可靠。

作者简介:王俊青(1968年10月)、女、汉族、山西临汾、经济师、大学本科毕业、现在黄河水利委员会三门峡库区水文水资源局工作。

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