四棵树河流域洪水成因分析

□毕永波（新疆塔城水文水资源勘测局）

一、流域概况

四棵树河流域位于新疆塔城地区乌苏市境内，发源于天山北坡中段婆罗科努山和依连哈比尔尕山的高山冰川，地理坐标介于东经四棵树河流域位于乌苏市境内，地理坐标在东经83°37′～84°30′和北纬43°53′～44°58′之间。四棵树河流域水量控制站吉勒德水文站以上集水面积921km2，河长63km，年径流量3.013×108m3。流域内共有冰川128条，冰川面积106km2，面积22.13km22.722km3。丰富冰川资源的发育与消融，孕育和滋润着四棵树河流域。

二、洪水成因分析

（一）暴雨成因

四棵树河流域水汽来源主要有2条，即西方路径和西北路径。每年6～8月，新疆受南亚大陆热低压的影响，阵性天气较多。参照引发洪水的降水资料，本文以次降水量≥mm/h或一日降水量≥20mm作为划分暴雨的标准。据吉勒德水文站资料统计，20世纪80年代以来，流域内及邻近中低山地区共发生灾害性暴雨洪水18次，出现频次远高于天山北坡其它区域。表明暴雨除受天气系统的影响外，还受到特殊地形因素的影响。

（二）暴雨特征

1.年内分布不均，年际间频发

依照前述暴雨指标统计历年各月暴雨发生次数，吉勒德水文站1956～2004年49年中，共发生69次较大降水。其中6月份出现29次，7月份28次，8月份12次，分别占年暴雨次数的32%、31%、13%，6、7月2个月中以6月下旬至7月下旬一个月时间里暴雨发生频次为最高。

2.雨量小，历时短，局地性强

四棵树河流域内暴雨雨量相对较小，吉勒德水文站已经观测到最大次降水出现在1998年7月22日20时59分至同日23时19分，降水量为50.1mm，降水历时2小时20分。1981年一次降水从7月16日21时00分至21时45分，历时45分，降水量为13.5mm。本次降水虽然雨量大，但汇流后洪峰流量较大。从上述几场暴雨的降雨过程可以推断，暴雨中心范围小，局域性强，往往引发洪水灾害。

（三）洪水类型、成因及特征分析

四棵树河流域内洪水主要来自源头婆罗科努山及其附近的冰川、永久性积雪消融洪水和区域内中低山暴暴雨洪水。根据其洪水特点、成因和发生时间，流域内洪水大致可分为冰川融水型、暴雨型、混合型和冰洪4种。现就各类型洪水的洪水类型、成因及特征分析如下：

1.冰川融水洪水

四棵树河冰川融水洪水发生在夏季，由高山冰雪融水形成。夏季气温的迅速上升。天山山区高空零度层上升至雪线附近，使得大面积冰川融化，从而造成洪水灾害。这类洪水出现的早与晚、大与小，不但与冰川厚度和面积有关，而且与气温回升速度的快慢、高温天气持续时间长短等因素密切相关。

2.暴雨洪水

四棵树河流域地处天山中段北坡乌苏市境内的“弓”型弯曲地形中，特殊的地理位置有利于西来水汽的富集，并能够有效拦截西方与西北方向水汽，使其在沿天山爬升过程中致冷凝结，产生较大降水。同时，天山山脉山前托斯特、独山子隆起构成的“半圆”型弯曲有利于谷地环流形成。上述2个因素，阻碍气团和锋面的移动，加长了山前降雨时间，增强了雨势。尤其在炎热的盛夏，由于地形与气流共同作用，常常在局部地区产生暴雨或大暴雨，形成暴雨洪水。暴雨常常发生在植被稀疏的中低山区，受暴雨冲刷侵蚀作用，水流挟沙量较大，矿化度较高，有时可在局部地区造成泥石流，甚至引发大面积山体滑坡。

3.混合洪水

混合洪水是指暴雨洪水与高山冰川融水遭遇形成的叠加洪水。这类洪水由于冰川融水与暴雨叠加作用，使得其无论是洪峰流量还是洪水总量，都远远超过单纯的冰雪融水洪水和暴雨洪水。由于混合型洪水组成不同，因而兼有前2种洪水的特征，起涨流量较大，无论是洪峰流量还是洪水总量，都远远超过上述2种单一洪水的特征，对水利水电工程设施危害较严重。

4.冰洪

（1）冰洪成因

冰洪是天山北坡许多河流冬季封冻前遇强烈寒潮，气温骤变，流水量聚增，在山区峡谷容易发生堵塞的河段形成冰坝，当冰坝发展到一定规模稍以升温即溃决，冰水俱下形成冰洪。这是天山北坡许多河流冬季的一种自然现象，具有一定的普遍性，也可称为共性。但各河流之间具有不同特点。如发生的频率、量级等。这主要跟流域的自然地理、地形、河道形态、坡度等因素有关，形成各河流之间不同的洪水特点,由于水流不畅通，冬季降温后冰凌堆积形成冰坝，造成四棵树河冬季冰洪发生次数比其它河流相对较多、量级也相对较大的主要因素。

（2）冰洪特征

统计四棵树河吉勒德水文站多年实测的冰洪资料，四棵树河冬季突发性冰洪共发生18次。其中最大值出现在1984年12月17日，冰洪流量高达467m3/s，最小值出现在1995年1月1日，冰洪流量仅10.5m3/s。其特点是具有多样性、随机性、突发性。

洪水是一个十分复杂的灾害系统，因为它的诱发因素极为广泛，水系泛滥、风暴、地震、火山爆发、海啸等都可以引发洪水，甚至人为的也可以造成洪水泛滥。

洪水总是发生在人口稠密、农业垦殖度高、江河湖泊集中、降雨充沛的地方，如北半球暖温带、亚热带。中国、孟加拉国是世界上水灾最频繁、肆虐的地方，美国、日本、印度和欧洲也较严重，中国的地理位置造成了我国洪水多发。

洪水可分为河流洪水、湖泊洪水和风暴洪水等。其中河流洪水依照成因不同，又可分为暴雨洪水、山洪、融雪洪水、冰凌洪水和溃坝洪水。影响最大、最常见的洪水是河流洪水，尤其是流域内长时间暴雨造成河流水位居高不下而引发堤坝决口，对地区发展损害最大，甚至会造成大量人口死亡。

三、结论与对策

本文对天山北坡河流四棵树河流域四种类型的洪水成因进行了分析。冰洪现象由来已久，而且冰洪量级之大、发生之频繁、造成损失程度之严重都是天山北坡中段其它河流所不能比的。四棵树河冰洪的物理成因、变化规律的分析研究资料和成果较少，冰洪出现时间也具有较强的随机性、突发性和不可预测性。因此掌握好洪水来源和产流过程，通过本次对四棵树河洪水成因、特性的分析，将有助于进一步做好洪水预报工作，对于防灾、减灾、水库合理调度、抗御洪水方面具有重要意义。四棵树对河下游为重要的粮棉基地、312国道、217国道、亚欧大陆桥、兰新铁路西段在此交汇，所以四棵树河的防洪对该地区尤为重要，因而掌握暴雨洪水的规律对制定合理的防洪措施，确保当地安全有重要的作用。

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