甘肃省成县东河“8·12”暴雨洪水调查分析

祝宗武

（甘肃省水文水资源局，甘肃兰州730000）

甘肃省成县东河“8·12”暴雨洪水调查分析

祝宗武

（甘肃省水文水资源局，甘肃兰州730000）

2010年8月12日凌晨2～9时，甘肃省成县境内的东河中上游地区、徽县境内的麻沿乡、高桥乡、榆树乡以及西和县境内的晒经乡等地均突降暴雨，引发的山洪、泥石流、滑坡等自然灾害导致成县17个乡镇、216个村、30836户、127134人受灾，60%的农村人口受到洪灾影响，灾害造成全县直接经济损失296669.7万元。本文分析了此次暴雨的洪水特性，为研究该流域暴雨洪水灾害及防治对策提供科学依据。

暴雨洪水；东河；调查分析

1 流域概况

1.1 暴雨洪水区概况

成县位于甘肃省南部的陇南市，东北与徽县接壤，西与西和县相邻，南以西汉水为界与康县相望，东南与陕西省略阳县毗邻。全县辖12镇5乡，15个居民委员会，245个村民委员会，1472个合作社。总户数6.22万户，总人口28万多人。

1.2 自然地理

成县位于东南部秦岭南麓徽成盆地西段，属于长江流域嘉陵江水系，介于北纬33O31＇～34O02＇、东经105O24＇～105O57＇之间，南北长55km，东西宽52km，总面积1780km2。成县属西秦岭南麓山地，境内地形复杂，多高山峡谷，地形分中山、丘陵、川坝3种类型；地势西北高、东南低，地势由西向东南倾斜，海拔在750～2377m之间；地貌特征南北为山地，中部为丘陵，县城所在地海拔960m左右。境内有犀牛江、东河、南河、洛河等“一江三河”，其中东河由北至南从县城穿过。成县土地总面积1780km2，其中耕地2.75万hm2，林地7.91万hm2，天然草场1.03万hm2，森林覆盖率为47.9%。

1.3 气候

成县地处大陆腹地，属暖温带半湿润气候，四季分明，冷暖适度，冬季受来自西北的冷空气影响，夏季受来自孟加拉湾的暖湿季风影响，气候的季节性差异大，垂直变化明显。根据成县气象站1960—2009年实测资料统计，年平均气温11.9℃，最热月平均气温23.3℃，最冷月平均气温-0.8℃，极端最高气温37.3℃，极端最低气温-15℃；多年平均降水量680mm，相对湿度75%。多年平均蒸发量1149mm，干旱指数1.79；多年平均日照1795h；多年平均风速0.9m/s，最大风速16.7m/s；无霜期210d，最大冻土深度20cm。自然灾害有干旱、暴雨、冰雹、连阴雨、霜冻等，其中以干旱为主。

2 暴雨

2.1 天气成因

甘肃省陇南地区由南向北属北亚热带半湿润区向半湿润、半干旱区过渡地带，境内山脉纵横交错，高低相差悬殊，天气气候差异明显，降水时空分布不均，降水量年际变化大。该区是甘肃省年降雨量较多的地区，也是暴雨发生最多的地区。暴雨灾害是陇南地区的主要气象灾害之一。

受北方冷空气、西太平洋副热带高压和西南暖湿气流的共同影响，8月11—12日，陇南市出现了区域性暴雨，局部大暴雨天气。成县黄渚镇累计降水量达到261.8mm。

陇南市气象局2010年8月11日17时20分发布暴雨黄色预警信号，12日4时25分再次将黄色预警信号升级为红色。兰州中心气象台8月12日7时45分发布甘肃省暴雨红色预警信号：陇南市成县局部地方已出现大暴雨，预计未来12h内，降水仍将持续，局部地方有暴雨或大暴雨，出现3级地质灾害的可能性较大。

8月12日10时，甘肃省气象局根据8月12日9时中国气象局启动重大气象灾害（暴雨）Ⅲ级应急响应的通知和兰州中心气象台最新天气预报，进入暴雨Ⅲ级应急响应状态。

2.2 点雨量调查与确定

成县东河“8·12”暴雨调查，走访了主要暴雨区以及暴雨的边缘地带，共计5个乡，19个村，40多人次。基本上摸清了暴雨走向、暴雨中心的位置以及暴雨笼罩的面积，并通过走访调查雨区承雨器具，计算确定了点雨量值。经调查，最后获得6个调查点雨量值，再加上成县水文站雨量资料及其雨区9个委托雨量站资料、成县气象部门报汛雨量资料，共得到17处点雨量资料，基本控制了雨区降水的空间分布。具有代表性的黄渚关雨量站各时段最大降水量如图1所示。

图1 黄渚关雨量站“8·12”各时段最大降水量

2.3 暴雨时空分布及特性分析

从走访及点雨量的面上分布情况分析，该次暴雨走向是自西北向东南呈带状分布。降雨区北部起自天水市麦积区和东河流域接壤地带，西部起自西和县晒经乡俞家庄一带，成县黄渚镇为这次暴雨的中心。自黄渚镇向东南方向暴雨量逐渐减小，暴雨强度逐渐减弱。黄渚镇王台村雨量站自记雨量计记录显示，降水开始时间为12日凌晨1时，其中1—4时降水强度不大，降水量仅为3.7mm；4—9时降水强度很大，降水量为196.7mm。最大1h降水量为83.5mm，最大2h降水量为120.5mm，最大3h降水量为144.9mm，最大4h降水量为175.5mm。其整个过程降水量高达261.8mm。降水随时间累积曲线如图2所示。从该图上看出12日4时30分—10时30分降水强度最大，该时段内降水达216.1mm，占整个降水过程的82.5%。综上所述，该次暴雨具有短历时、强度大、局地性强的特点。

图2 黄渚关雨量站“8·12”暴雨降水随时间累积曲线

3 洪水调查与分析

3.1 调查河段布设

本次暴雨致使东河、洛河、永宁河等多条河流都发生了较大洪水，但由于主雨区位于东河流域，同时东河流域也是这次暴雨洪水受灾最严重的地区。因此，这次洪水调查以东河干支流为主，同时考虑到这次暴雨洪水资料的珍贵性，对洛河、伏镇河洪峰流量也进行了调查。

本次洪水调查，依据水文调查对河段布设的要求，以控制暴雨中心区河沟和干支流相互控制洪峰流量为原则。在东河干支流上布设10个调查河段，在洛河上布设2个调查河段，在伏镇河上布设1个调查河段。如图3所示。各调查河段均比较顺直，河段附近没有水流受阻或变动回水等现象。布设的调查河段基本控制了东河上下游的洪峰流量。

东河流经成县城区后，与南河交汇，交汇后河名为长丰河，交汇口以下不到1km处设有省级重点站成县水文站，测得了完整的洪水涨落过程。由于在这次暴雨洪水过程中，南河水位平稳，未出现涨落过程，因此，可以由成县水文站测得的洪峰流量及洪水过程来检验调查河段的洪峰流量及洪水过程的可靠程度。

3.2 洪水过程调查及洪峰流量确定

调查组在走访调查时，对各调查河段的洪水涨落情况进行了详细调查询问，如何时起涨，何时到达峰顶，何时消退，何时退完等。调查得到的各调查河段的洪水过程见表1，根据调查的洪水过程点绘的概化过程线如图4所示。

洪峰流量的计算方法为：洪水总量=径流量-基流量，基流的切割方法采用斜线切割法，此次洪水的主要特征为：涨势迅猛、水位高、含沙量大、漂浮物多。从9时48分开始汛速涨水至11时峰顶，水位就从992.18m涨至995.86m（最高水位995.87m），本次洪水的主要特征值见表2。

图3 成县东河流域“8·12”暴雨洪水点雨量及调查河段分布

表1 成县东河“8·12”暴雨洪水调查成果

图4 晒经、三渡水、黄渚镇各调查河段洪水过程线

表2 “8·12”洪水特征值统计基面：假定

3.3 洪水频率计算

成县水文站为国家基本水文站，实测资料完整，精度符合《河流流量测验规范》（GB50179—93）要求，作为洪水频率分析计算依据。自1959—2010年，共有52年实测最大洪峰流量资料系列，其中1964年7月21日实测洪峰流量1300m3/s，为本站实测最大洪峰流量。

根据《甘肃省洪水调查资料》成果，近一二百年间的可调查考证期内，成县共发生2次大的洪水。最大洪水发生在1934年，调查洪峰流量为2500m3/s，调查资料成果较为可靠，可做为历史洪水参加频率计算，次大洪水发生在1898年，洪峰流量数值不能确定，但确切排位应在1934年洪水之后，为历史次大洪水，可供参考。

对实测的年最大洪峰流量资料系列从大到小排序，可算出其经验频率。

将经验频率点据（Pi，Qi）点绘在频率格纸上，根据曲线与经验点据配合最佳的原则，适度考虑大洪水点据，调查相关参数，绘制理论频率曲线。检查理论曲线与经验点据的拟合情况，适当调整Cv、Cs等参数，直至理论曲线与经验点据拟合良好，这时的Cv、Cs就是优选的参数。

依据以上原理，将各项数值输入频率计算程序，就可以得到计算结果和生成最大流量频率曲线图（P-Ⅲ型），如图5所示。计算结果见表3。

根据计算结果和频率曲线图推求出成县“8· 12”洪水的重现期为：10～15年一遇。

表3 成县站不同频率洪峰流量成果

图5 成县站洪峰流量水文频率计算曲线（P-Ⅲ型）

4 灾害分析

4.1 特点和成因

本次暴雨洪水为历史罕见的、典型的局地大暴雨形成的区域山洪突发性洪水，具有降雨量大、强度大、持续时间短、范围小、突发性强、洪水涨落急剧、流速大、洪水持续时间短、破坏力强、区域灾害严重等特点。

降水因素是造成成县“8·12”暴雨洪水灾害的根本原因。这次暴雨历时短强度大，再加上东河流域水系发达，且各支流、支沟坡度大，洪水的冲刷和挟沙能力相当强，致使很多支流支沟淤满了泥沙和巨石，洪水挟裹着泥石流，任意肆虐，沿途农田大面积被淹没，居民的房屋被冲毁，以至于多个生命被洪水带走。赵河与庙沟的灾害就是这样形成的。其次，当地居民人为缩窄河道，占用河道来建造住房，同时在河道内采沙，乱采乱堆，河道不畅，行洪能力降低，河堤不牢固，堤防标准低，暴雨洪水预警系统不健全，人们防洪意识不强等，也是造成这次灾害的主要原因。

“8·12”暴雨洪水灾害也把无视防洪安全以及对东河流域生态环境破坏的不良影响都显现出来了。流域内植被破坏，碎石废渣堆积，矿山山体千疮百孔，矿区地质灾害频发，环境污染问题凸现，流域生态环境不断恶化，水土流失严重。发端于20世纪70年代长丰河上游的铅锌采矿业，支撑了地方的经济发展。自1980年以来的30年，是地方经济发展最快的时期，是社会财富大量累积的时期，也是东河流域生态环境破坏最严重的时期。虽然采矿单位也做了一些复垦、植树等工作，但流域生态环境的恢复要比破坏周期漫长得多。

4.2 建议

地方政府应利用灾后重建的有利时机，站在可持续发展、绿色、有序发展的高度，依法加大东河流域的治理力度，坚决杜绝非法采矿、采金、采砂行为，疏浚河道，提高堤防标准，加固河堤，提高河道的行洪能力。应建立健全暴雨洪水预警和防范系统，加强防洪知识宣传工作，做好暴洪灾害的协防演练，尽可能降低人民生命财产损失。应下大力气做好流域内植被的恢复和土地的复垦工作，坚决杜绝在行洪区域内搞建筑，把各项防洪法律法规落到实处，确保大暴雨洪水期间的人民生命财产安全。

［1］水利电力部水利司.水文测验手册（第一册 野外工作）［M］.北京：水利电力出版社，1980.

［2］甘肃省洪水调查资料第五册（嘉陵江水系）.甘肃省水利厅刊印，1983.

［3］甘肃省雨洪历史文献资料.甘肃省水利厅刊印，1985.

［4］王长河.辽河流域“05·8”暴雨洪水分析［J］.水利规划与设计，2006（05）.

TV122+1

B

1672-2469（2015）12-0032-04

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.12.013

祝宗武（1970年—），男，工程师。