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无定河中下游流域“17.7”暴雨洪水分析

发布时间:2017-11-11     作者:   来源:   点击量:2666   分享到:
 1 概述

受副热带高压外围暖湿气流和弱冷空气共同影响,7248时至298时,我省陕北北部出现一次大范围强降雨过程,其中72520时至268时,无定河流域子洲、绥德、米脂一带发生特大暴雨,无定河累积面平均降雨量102.7mm,暴雨中心12小时降雨量无定河干流赵家砭站257.7mm、支流大理河水地湾站236.6mm12小时降雨量大于140mm区域面积约2300km2

受暴雨影响,大理河、无定河中下游及黄河小北干流出现超警戒洪峰,其中无定河白家川站及大理河青阳岔、绥德站出现历史实测最大洪水,部分河段洪水重现期超百年一遇,黄河干流出现1号洪峰,龙门站出现6010m3/s的超警戒洪峰。

2 暴雨

2.1暴雨概况及分布

2.1.1暴雨概况

本次无定河流域降雨过程从7248时开始,至7298时结束,历时5天,强降雨集中在2520时至268时。

过程降雨量无定河上游60-140mm,中游鱼河堡至崔家湾段90-300mm,下游崔家湾至河口段70-140mm点最大雨量:绥德县赵家砭站296.5mm,子洲县马蹄沟260.8mm,子洲县李家河站248.8mm雨量等值线见图2.1

2.1.2暴雨分布

根据降雨强度随时间变化情况,整个降雨过程基本可以分为三个阶段。

第一阶段:248时至258时,无定河降雨主要集中在中上游区域,以小到中雨为主,点最大降雨量为郭新庄站19.8mm

第二阶段:258时至268时,258时至2520时,无定河降雨由上游向中下游移动,主雨时段为2520时至264时,强降水主要集中在子洲、绥德、米脂3县境内,2520时至260时暴雨中心位于子洲县境内,260时至4时降雨中心向东部移动,264时以后降雨强度减弱,至8时降雨基本结束。大于50mm笼罩面积15273km2,大于100mm笼罩面积4780km2,大于200mm笼罩面积389 km2。点最大降雨量为绥德县赵家砭站273.9mm

2.1 7258时~7268时降水量100mm以上统计表

测站名称

站址

降雨量

测站名称

站址

降雨量

赵家砭

绥德-赵家砭

273.9

马岔

子洲-马岔

152

水地湾

子洲-水地湾

236.6

石湾镇

横山-石湾

141.3

马蹄沟

子洲-马路沟

226

子洲

子洲-双湖峪

139.4

李家河

子洲-电市

224

丁家沟

绥德-张家砭

138

米脂

米脂-城关

214.2

张家岔

米脂-桥河岔

128.5

水地湾

子洲-水地湾

199.3

马家崖

子洲-驼耳巷

126

大路峁

横山-魏家楼

195.8

高镇

横山-高镇

124.6

李家河

子洲-电市

195.7

丁家沟

绥德-张家砭

124.1

薛家河

绥德-薛家河

180.1

郭家沟

子洲-苗家坪

116

瓜园则湾

子洲-瓜园则湾

178.6

砖庙

子洲-砖庙

110.8

马石畔

子洲-李孝河

176

横山

横山-横山

110.4

韭园沟

绥德-韭园沟

172.8

庙畔

横山-雷龙湾

110.2

青阳岔

靖边-青阳岔

172.4

青阳岔

靖边-青阳岔

107.5

槐树岔

子洲-槐树岔

166.2

河口庙

横山-塔湾

105

三川口

子洲-三川口

154

义合

绥德-义合

100.3

第三阶段:268时至298时,无定河降雨逐步向南移动,其中26日降小到中雨,局地大雨,点最大降雨量靖边青阳岔42.6mm27日降雨中心位于无定河下游清涧县,过程降雨量为7-91.6mm,点最大降雨量为清涧白家川站91.6mm28日降雨进一步减弱南移,为小到中雨,过程降雨量为0-21.8mm ,点最大降雨量为绥德县薛家峁站21.8mm

2.2   26-28日最大日雨量前三位统计表

序号

26

27

28

名称

站址

降雨量

名称

站址

降雨量

名称

站址

降雨量

1

青阳岔

靖边-青阳岔

42.6

白家川

清涧-解家沟

91.6

薛家峁

绥德-薛家峁

21.8

2

大路峁

横山-塔湾

34.2

店子沟

清涧-店子沟

68.8

沙坪沟

横山-横山

18.0

3

郑家梁

榆阳-孟家湾

33.4

冯家沟

清涧-折家坪

61.8

义合

绥德-义合

15.8

2.2分级面雨量及分布

无定河流域大于50mm的降雨笼罩面积为20241km2,占无定河省内流域面积92.6%,大于100mm的降雨笼罩面积为9614km2,占44.0%,大于200mm的降雨笼罩面积为1003 km2,占4.6%。暴雨分区雨量及笼罩面积见表2.3

2.3 17.7”暴雨洪水降雨量笼罩面积统计表

区 域

省内面积(km2

>50mm

>100mm

>200mm

平均面

雨量(mm

降水量

(亿m3

面积

雨量

面积

雨量

面积

雨量

无定河

21859

20241

107.2

9614

143.4

1003

227.6

102.7

22.46

2.3暴雨中心及强度

无定河流域本次特大暴雨呈现出两个中心,一个暴雨中心位于子洲县境内小理河水地湾、电市镇一带,2520时至268时主雨时段中心最大雨量水地湾站257.7mm;另一暴雨中心位于无定河流域米脂、绥德县交界赵家砭、薛家河一带,中心最大雨量赵家砭站236.6mm

无定河过程最大1小时雨量72.6mm出现在子洲槐树岔站,最大6小时雨量211.8mm出现在子洲水地湾站,最大12小时雨量257.7mm出现在绥德赵家砭站。暴雨中心代表站雨量过程图见图2.3


2.4 时段降雨量统计表

时段

1小时最大

3小时最大

6小时最大

12小时最大

站名

雨量

站名

雨量

站名

雨量

站名

雨量

1

槐树岔

72.6

赵家砭

128.0

水地湾

211.8

赵家砭

257.7

2

李家河

72.4

李家河

118.6

李家河

195.4

水地湾

236.6

3

马石畔

67.8

水地湾

119.8

马蹄沟

191.0

马蹄沟

226.0

4

米脂

65.4

薛家河

119.3

赵家砭

183.0

李家河

217.8

5

赵家砭

63.7

米脂

118.6

米脂

166.8

米脂

210.4

2.4暴雨特点

一是降雨量级大。本次降雨最大1日面平均降雨量78.1mm,大于50mm100mm200mm笼罩面积15273 km24780 km2389km2,均大于历史上“71.7”、“77.8”面雨量和笼罩面积,点最大暴雨6h12h24h72h降雨量也均为最大。    

二是降雨强度高。主雨区短历时降雨集中,降雨强度大,暴雨中心赵家砭、水地湾、李家河、青阳岔及石湾镇5站最大6h12h降雨量重现期均达到或超百年一遇,列历史实测系列前三位。

三是雨区分布集中,地域与流域范围一致。本次降雨过程暴雨中心在子洲、绥德一带的大理河流域,主要降雨2520时至264时,过程降雨无定河流域面平均降雨量88.9mm,其中绥德县126.7mm,子洲县115.4mm

3 洪水

受暴雨影响,无定河干支流出现历史实测最大洪水,部分河段洪水重现期超百年一遇,黄河干流出现1号洪峰。据统计,从7248时~818时黄河流域共有22条河流26站出现洪峰67次,其中有3条河流3站出现超警戒洪峰7次,1条河流1站出现超保证洪峰1次。

3.1无定河

3.1.1无定河干流

受暴雨影响,无定河中游干流丁家沟站于26030分起涨,起涨流量64.3m3/s,于26448分出现1600m3/s的洪峰流量(警戒2000 m3/s),为1978年以来发生的最大洪水,26918分再次出现洪峰,洪峰流量1210 m3/s;干流丁家沟站洪水向下游演进与支流大理河绥德站洪水叠加,白家川站26442分起涨,起涨流量50m3/s,于261012分出现4500m3/s的洪峰流量(警戒3000 m3/s),系历史实测最大洪水。无定河干流洪峰统计情况见表3.1,过程见图3.1

3.1  无定河干流主要控制站洪峰统计表

河流

站 名

时 间

水位

m

流量

m3/s

警戒

流量

保证流量

历史排位

重现期(年)

无定河

丁家沟

7/26  4:48

8.07

1600

2000

6

5-10

丁家沟

7/26  9:18

7.26

1210

2000

白家川

7/26 10:12

11.71

4500

3000

1

30-50

3.1.2支流大理河

受暴雨影响,干流青阳岔(二)站于2520时起涨,起涨流量0.45m3/s,于252236分出现405m3/s的洪峰流量,随后洪水回落,262时再次起涨,起涨流量352m3/s,于264时出现1840m3/s的洪峰流量(警戒500 m3/s),系历史实测最大洪水;支流小理河李家河站于258时起涨,起涨流量0.328 m3/s,于265时出现997 m3/s的洪峰流量(警戒500 m3/s),为1994年以来最大流量,系历史实测第三位;干流青阳岔站洪水向下游演进与支流小理河李家河站、岔巴沟曹坪站洪水沿程叠加,同时区间降雨产流持续汇入,干流绥德站260时起涨,起涨流量3.46 m3/s,于26505分出现3160 m3/s的超保证洪峰流量(保证流量1350 m3/s),系历史实测最大洪水。

大理河干支流控制站洪峰统计见表3.2,流量过程线图见图3.2

3.2   大理河干支流各站最大洪峰流量统计表

河名

站名

时间

水位

流量

警戒

流量

保证

流量

历史

排位

重现期

(年)

大理河

青阳岔

7/25 22:36

76.47

405

500

青阳岔

7/26  4:00

80.34

1840

500

1

绥德

7/26  5:05

823.1

3160

800

1350

1

30

小理河

李家河

7/26  5:00

18.39

997

500

3

10-20

岔巴沟

曹坪

7/26  2:12

906.57

231

常遇

曹坪

7/26  7:12

906.70

307

常遇

3.2黄河

受上游干支流洪水及区间降雨等因素影响,干流吴堡站于266时起涨,起涨流量1600 m3/s,于26812分出现3560 m3/s的洪峰流量;支流三川河后大成站于26418分起涨,起涨流量61m3/s,于26754分出现1020m3/s的洪峰流量,随后洪水回落,26954分洪水复涨,于261130分出现1100m3/s的洪峰流量;支流无定河白家川站26442分起涨,起涨流量50m3/s,于261012分出现4500m3/s的超警戒洪峰流量(警戒3000 m3/s);吴堡站洪峰与三川河后大成站及无定河白家川站洪水叠加,龙门站于261530分起涨,起涨流量695m3/s,于27106分出现6010m3/s的超警戒洪峰流量(警戒5000m3/s);龙门站洪峰向下游演进过程中逐渐衰减,潼关站于271330分起涨,起涨流量300m3/s,于287时出现3230m3/s的洪峰流量。

黄河干支流控制站洪峰统计见表3.3,流量过程线图见图3.3

3.3   黄河干支流各站最大洪峰流量统计表

河名

站名

时间

水位

流量

警戒

流量

保证

流量

历史

排位

重现期

(年)

黄河

吴堡

7/26  8:12

639.73

3560

5000

18000

常遇

龙门

7/27  1:06

382.69

6010

5000

7600

常遇

潼关

7/28  7:00

328.6

3230

5000

11000

常遇

三川河

后大成

7/26  7:54

17.28

1020

2000

常遇

三川河

后大成

7/26 11:30

17.53

1100

2000

常遇

无定河

白家川

7/26 10:12

11.71

4500

3000

1

30-50

3.3洪水组成

本次洪水组成分析洪量统计时段取7248时~818时,按次洪水总量统计分析。

3.3.1大理河绥德站

大理河绥德站次洪量主要由大理河青阳岔(二)站、支流小理河李家河站及未控区间的来水量计算,洪量计算见表3.4,绥德站洪量组成见图3.4

3.4   大理河洪量组成统计表

区间

河 名

站 名

至绥德距离(km)

次洪量

(百万m3)

占绥德洪量(%

青阳岔

绥德

大理河

青阳岔

97

34.46

28.5

小理河

李家河

48

38.65

32.1

未控区间

47.62

39.4

大理河

绥德

0

120.73

100.0

根据上表数据分析得出,大理河绥德站洪水由未控区间的降雨产汇流、支流小理河以及干流青阳岔来水组成,大约各占三分之一。

3.3.2无定河白家川站

无定河白家川站次洪量主要由无定河丁家沟站、支流大理河绥德站及未控区间的来水量计算,洪量计算见表3.5,白家川站洪量组成见图3.5

3.5   无定河洪量组成统计表

区间

河 名

站 名

至白家川距离(km)

次洪量

(百万m3)

占白家川洪量(%

白家川

丁家沟

无定河

丁家沟

71

86.52

40.9

大理河

绥德

68

120.73

57.0

未控区间

4.49

2.12

无定河

白家川

0

211.74

100.0


根据上表数据分析得出,无定河洪水主要由支流大理河来水为主,干流丁家沟以上来水次之,未控区间降雨产汇流很少。

3.3.3黄河龙门站

黄河干流龙门站次洪量主要由黄河干流吴堡站、支流三川河后大成站、支流无定河白家川站及其他支流的来水量计算,洪量计算见表3.6龙门站洪量组成见图3.6

3.6   黄河洪量组成统计表

区间

河 名

站 名

至龙门距离(km)

次洪量

(百万m3)

占龙门洪量(%

吴堡

龙门

黄河

吴堡

276.3

369.7

55.8

三川河

后大成

280.5

68.3

10.3

无定河

白家川

270

211.7

31.9

其他支流

13.3

2.01

黄河

龙门

0

663.05

100.0


根据上表数据分析得出,黄河干流龙门站洪水主要由干流吴堡以上来水为主,支流无定河来水次之、三川河来水排第三,其他支流来水很少。

3.4大理河洪水与历史典型洪水分析比较

本次洪水与历史上的 “71.7”、“77.8”洪水从洪峰流量、次洪水总量、涨水历时三方面做对比分析。

3.4.1洪峰流量对比

与“71.7”洪水相比:“17.7”洪水洪峰流量均大于“71.7”洪水,其中青阳岔(二)较青阳岔(一)下迁21km,洪峰流量大1168m3/s,李家河站大709m3/s,绥德站大740m3/s

与“77.8”洪水相比:“17.7”洪水洪峰流量均大于“77.8”洪水,其中干流青阳岔站和支流小理河李家河站未见明显涨水,绥德站大710m3/s

本次洪水与“71.7”、“77.8”洪水洪峰流量对比分析见表3.7

3.7   各次洪水洪峰流量对比分析表

河流

站名

最大流量(m3/s

1971

1977

2017

71年洪峰差值

比例(%

77年洪峰差值

比例(%

大理河

青阳岔

672

未明显涨水

1840

1168

174

/

/

小理河

李家河

288

未明显涨水

997

709

246

/

/

大理河

绥德

2420

2450

3160

740

30.6

710

29.0

3.4.2洪量对比

与“71.7”洪水相比:按过程洪量统计,“17.7”洪量均大于“71.7”洪水,其中青阳岔站大28.8百万m3,李家河站大35.5百万m3,绥德站大77.8百万m3

与“77.8”洪水相比:青阳岔站大34.4百万m3,李家河站大33.2百万m3,绥德站大39.3百万m3

本次洪水与“71.7”、“77.8”洪水洪量对比分析见表3.8

3.8   各次洪水洪量对比分析表

河流

站名

洪量(百万m3

1971

1977

2017

71年洪量差值

比例(%

77年洪量差值

比例(%

大理河

青阳岔

5.66

0.03

34.5

28.8

508

34.4

/

小理河

李家河

3.16

5.44

38.7

35.5

1123

33.2

/

小理河

绥德

42.9

81.4

120.7

77.8

181

39.3

48.3

3.4.3涨水历时对比

与“71.7”洪水相比:“17.7”洪水青阳岔站起涨至洪峰历时8h、比“71.7”洪水长7h;李家河站起涨至洪峰历时5.4h、比“71.7”洪水短1.1h;绥德站起涨至洪峰历时5.08h、比“71.7”洪水短7.92h

与“77.8”洪水相比:“17.7”洪水绥德站起涨至洪峰历时5.08h、比“71.7”洪水短5.32h

本次洪水与“71.7”、“77.8”洪水涨水历时对比分析见表3.9

3.9   各次洪水涨水历时对比分析表

河名

站 名

涨水历时(h

1971

1977

2017

71年涨水历时差值

77年涨水历时差值

大理河

青阳岔

1

/

8

7

/

小理河

李家河

6.5

/

5.4

1.1

/

大理河

绥德

13

10.4

5.08

7.92

5.32

本次洪水与“71.7”、“77.8”洪水共同特点是:绥德站洪水均是主要来自未控制区间的降雨产汇流,“71.7”洪水未控区间的洪量占绥德站次洪总量的79.4%,“77.8”洪水未控区间的洪量占绥德站次洪总量的93.3%,本次洪水未控区间的洪量占绥德站次洪总量的39.4%;不同点是:①“71.7”、“77.8”洪水中干流青阳岔站及支流小理河李家河站洪水对绥德站洪水形成的影响力较弱,特别是“77.8”洪水干流青阳岔站及支流小理河李家河站无明显涨水,本次洪水干流青阳岔站及支流小理河李家河站洪水对绥德站洪水形成的影响仅次于未控区间,其中干流青阳岔站洪量占绥德站洪量的28.5%,支流小理河李家河站洪量占绥德站洪量的32.0%;②绥德站涨水历时较“71.7”、“77.8”洪水缩短,分别减少7.925.32小时。

3.5大理河流域“71.7”、“77.8”、“11.7”暴雨对比分析

3.5.1 降雨历时对比

71.7”降雨从721日至25日历时5天。

77.8”降雨从82日至9日历时7天,中间间隔一天。

17.7”降雨从724日至28日历时5天。

3.5.2 降雨强度对比

1、暴雨日及大暴雨日

对大于50mm的暴雨日、大于100mm的大暴雨日分别进行分析比较,见表3.103.11。由表可以看出,“17.7”大于50m100mm站数为最多的。

3.10 大于50mm暴雨日对比表

序号

71.7

77.8

17.7

时间

站数

时间

站数

时间

站数

1

84

5

825

67

2

826

8

合计

1

5

2

75

3.11   大于100mm大暴雨日对比表

序号

71.7

77.8

17.7

时间

站数

时间

站数

时间

站数

1

84

1

825

30

合计

1

1

1

30

2、面雨量及笼罩面积

最大1日、3日面平均雨量笼罩面积统计分别见表3.12、表3.13

3.12 最大1日面平均雨量笼罩面积统计表

降雨

量级

71.7

77.8

17.7

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm)

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm

>50mm

3244

86

15273

94.0

>100mm

649

105.3

4780

144.9

>200mm

389

225.8

平均面雨量

28.3

76.8

78.1

3.13 最大3日面平均雨量笼罩面积统计表

降雨

量级

71.7

77.8

17.7

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm)

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm)

笼罩面积(km2)

平均雨量(mm)

>50mm

1298

57.9

3244

113.12

19551

102.2

>100mm

2595

116.95

7837

144.8

>200mm

823

223.3

平均面雨量

34.8

99.7

96.4

从表中可以看出:无定河流域最大1日、3日面平均降雨量从大到小依次为“17.7”、“77.8”、“71.7”和 “77.8”、“17.7”、“71.7”,其中“17.7”过程降雨量笼罩面积最大。

3、点最大雨量            

点最大降雨对比分析见表3.14。从表中看出,本次暴雨6h12h24h72h最大均为第一。

3.14    大理河流域点最大降雨量对比分析表

年 份

最大6h降雨量

mm

最大12h降雨量

mm

最大24h降雨量

mm

最大72h降雨量

mm

71.7

39.7

46.8

46.8

66.6

77.8

97.1

107.2

125.4

132.7

17.7

211.8

257.7

273.9

292.1

3.6洪水特点

一是洪水量级大。无定河干支流出现历史实测最大洪水,部分河段洪水重现期超百年一遇。无定河干流白家川站261012分洪峰流量4500m3/s,系历史实测最大洪水,重现期30-50年一遇;无定河支流大理河青阳岔站264时洪峰流量1840m3/s,系历史实测最大洪水;大理河支流小理河李家河站265时洪峰流量997 m3/s,系历史实测第三位;无定河支流大理河绥德站26505分洪峰流量3160 m3/s,系历史实测最大洪水,重现期30年一遇。

二是产汇流过程快。大理河流域主雨峰出现在260时至3时之间,绥德站于260时起涨,于26505分出现洪峰,涨水历时5个小时,与“71.7”、“77.8”洪水相比较,产汇流过程明显变快。

三是黄河干流洪水主要来自干流以及支流无定河。吴堡站洪量以及支流无定河白家川站洪量分别占龙门站洪量的55.8%31.9%

4、水库运行及河流泥沙

清水沟水库位于子洲县大理河右岸清水沟口,为子洲县城主要水源地蓄水工程,流域面积5.97km2,水库2010年正式投入使用,库容37m3,现有库容约28m3。水库大坝为均质土坝,最大拔高24.56m,坝顶长103m,输水卧管长192m,直径0.25m,设计输水0.1m3/s,水库无泄溢洪设施。

2522时至263时,子洲县清水沟水库库区降雨140mm,来水量估计超过50m3。强降雨导致水库漫溢决口,库水泄入清水河,26日凌晨5时左右,上游引发山洪全部流入水源地,水源工程出现漫顶溢流现象,逐步冲蚀坝体背水坡,形成直立陡坎溢流直至261340分出现决口,库水淤泥直接泄入大理河,1420分,水库蓄水基本泄空。决口位置在距大坝左岸1/53/5处,宽度约40m。估算水库决口最大流量不超过230m3/s

无定河支流大理河绥德站726日凌晨0时含沙量75.4kg/m3,242分含沙量179kg/m3,1030分含沙量399kg/m3,1230分含沙量达到峰值837 kg/m3,15时含沙量落到447kg/m3,20时含沙量314kg/m3,278时含沙量200kg/m3,288时含沙量125kg/m3,14时含沙量落至62.8kg/m3。绥德站流量及含沙量套绘图见图4.1

5、预警预报及信息传达

在迎战这次大洪水过程中,我局领导高度重视,水情处时刻关注雨水情,分析研究主雨区江河水情发展变化趋势,预测预报江河水库洪水,及时向上级有关领导和防汛部门通报有关重要水情信息。据统计,7248时至818时,共发送水情短信5800余条,编发水情快报6期、洪水预报1期、洪水预警信号4期,发布水情预警预报3期,为各级防汛指挥部门提供了及时准确的信息支撑。

根据“陕西省水情预警信号发布管理办法”,依据262时之前流域降雨信息,于726230分发布无定河洪水蓝色预警信号,4时依据大理河绥德站流量2700 m3/s发布洪水黄色预警信号,26530分,升级发布洪水橙色预警信号:预计2612时前后,无定河白家川站洪峰流量4500 m3/s,实际于1012分出现4500 m3/s洪峰,提前5小时预报准确率100%

2610时提前16小时预报黄河龙门站272时出现洪峰6500 m3/s,实际于27106分出现洪峰6010 m3/s,准确率92.5%277时预报黄河潼关站2723时出现洪峰3500 m3/s,实际于287时出现洪峰3230 m3/s,准确率92.3%