四棵樹河流域洪水成因分析

□畢永波（新疆塔城水文水資源勘測局）

一、流域概況

四棵樹河流域位于新疆塔城地區(qū)烏蘇市境內(nèi)，發(fā)源于天山北坡中段婆羅科努山和依連哈比爾尕山的高山冰川，地理坐標介于東經(jīng)四棵樹河流域位于烏蘇市境內(nèi)，地理坐標在東經(jīng)83°37′～84°30′和北緯43°53′～44°58′之間。四棵樹河流域水量控制站吉勒德水文站以上集水面積921km2，河長63km，年徑流量3.013×108m3。流域內(nèi)共有冰川128條，冰川面積106km2，面積22.13km22.722km3。豐富冰川資源的發(fā)育與消融，孕育和滋潤著四棵樹河流域。

二、洪水成因分析

（一）暴雨成因

四棵樹河流域水汽來源主要有2條，即西方路徑和西北路徑。每年6～8月，新疆受南亞大陸熱低壓的影響，陣性天氣較多。參照引發(fā)洪水的降水資料，本文以次降水量≥mm/h或一日降水量≥20mm作為劃分暴雨的標準。據(jù)吉勒德水文站資料統(tǒng)計，20世紀80年代以來，流域內(nèi)及鄰近中低山地區(qū)共發(fā)生災害性暴雨洪水18次，出現(xiàn)頻次遠高于天山北坡其它區(qū)域。表明暴雨除受天氣系統(tǒng)的影響外，還受到特殊地形因素的影響。

（二）暴雨特征

1.年內(nèi)分布不均，年際間頻發(fā)

依照前述暴雨指標統(tǒng)計歷年各月暴雨發(fā)生次數(shù)，吉勒德水文站1956～2004年49年中，共發(fā)生69次較大降水。其中6月份出現(xiàn)29次，7月份28次，8月份12次，分別占年暴雨次數(shù)的32%、31%、13%，6、7月2個月中以6月下旬至7月下旬一個月時間里暴雨發(fā)生頻次為最高。

2.雨量小，歷時短，局地性強

四棵樹河流域內(nèi)暴雨雨量相對較小，吉勒德水文站已經(jīng)觀測到最大次降水出現(xiàn)在1998年7月22日20時59分至同日23時19分，降水量為50.1mm，降水歷時2小時20分。1981年一次降水從7月16日21時00分至21時45分，歷時45分，降水量為13.5mm。本次降水雖然雨量大，但匯流后洪峰流量較大。從上述幾場暴雨的降雨過程可以推斷，暴雨中心范圍小，局域性強，往往引發(fā)洪水災害。

（三）洪水類型、成因及特征分析

四棵樹河流域內(nèi)洪水主要來自源頭婆羅科努山及其附近的冰川、永久性積雪消融洪水和區(qū)域內(nèi)中低山暴暴雨洪水。根據(jù)其洪水特點、成因和發(fā)生時間，流域內(nèi)洪水大致可分為冰川融水型、暴雨型、混合型和冰洪4種。現(xiàn)就各類型洪水的洪水類型、成因及特征分析如下：

1.冰川融水洪水

四棵樹河冰川融水洪水發(fā)生在夏季，由高山冰雪融水形成。夏季氣溫的迅速上升。天山山區(qū)高空零度層上升至雪線附近，使得大面積冰川融化，從而造成洪水災害。這類洪水出現(xiàn)的早與晚、大與小，不但與冰川厚度和面積有關(guān)，而且與氣溫回升速度的快慢、高溫天氣持續(xù)時間長短等因素密切相關(guān)。

2.暴雨洪水

四棵樹河流域地處天山中段北坡烏蘇市境內(nèi)的“弓”型彎曲地形中，特殊的地理位置有利于西來水汽的富集，并能夠有效攔截西方與西北方向水汽，使其在沿天山爬升過程中致冷凝結(jié)，產(chǎn)生較大降水。同時，天山山脈山前托斯特、獨山子隆起構(gòu)成的“半圓”型彎曲有利于谷地環(huán)流形成。上述2個因素，阻礙氣團和鋒面的移動，加長了山前降雨時間，增強了雨勢。尤其在炎熱的盛夏，由于地形與氣流共同作用，常常在局部地區(qū)產(chǎn)生暴雨或大暴雨，形成暴雨洪水。暴雨常常發(fā)生在植被稀疏的中低山區(qū)，受暴雨沖刷侵蝕作用，水流挾沙量較大，礦化度較高，有時可在局部地區(qū)造成泥石流，甚至引發(fā)大面積山體滑坡。

3.混合洪水

混合洪水是指暴雨洪水與高山冰川融水遭遇形成的疊加洪水。這類洪水由于冰川融水與暴雨疊加作用，使得其無論是洪峰流量還是洪水總量，都遠遠超過單純的冰雪融水洪水和暴雨洪水。由于混合型洪水組成不同，因而兼有前2種洪水的特征，起漲流量較大，無論是洪峰流量還是洪水總量，都遠遠超過上述2種單一洪水的特征，對水利水電工程設施危害較嚴重。

4.冰洪

（1）冰洪成因

冰洪是天山北坡許多河流冬季封凍前遇強烈寒潮，氣溫驟變，流水量聚增，在山區(qū)峽谷容易發(fā)生堵塞的河段形成冰壩，當冰壩發(fā)展到一定規(guī)模稍以升溫即潰決，冰水俱下形成冰洪。這是天山北坡許多河流冬季的一種自然現(xiàn)象，具有一定的普遍性，也可稱為共性。但各河流之間具有不同特點。如發(fā)生的頻率、量級等。這主要跟流域的自然地理、地形、河道形態(tài)、坡度等因素有關(guān)，形成各河流之間不同的洪水特點,由于水流不暢通，冬季降溫后冰凌堆積形成冰壩，造成四棵樹河冬季冰洪發(fā)生次數(shù)比其它河流相對較多、量級也相對較大的主要因素。

（2）冰洪特征

統(tǒng)計四棵樹河吉勒德水文站多年實測的冰洪資料，四棵樹河冬季突發(fā)性冰洪共發(fā)生18次。其中最大值出現(xiàn)在1984年12月17日，冰洪流量高達467m3/s，最小值出現(xiàn)在1995年1月1日，冰洪流量僅10.5m3/s。其特點是具有多樣性、隨機性、突發(fā)性。

洪水是一個十分復雜的災害系統(tǒng)，因為它的誘發(fā)因素極為廣泛，水系泛濫、風暴、地震、火山爆發(fā)、海嘯等都可以引發(fā)洪水，甚至人為的也可以造成洪水泛濫。

洪水總是發(fā)生在人口稠密、農(nóng)業(yè)墾殖度高、江河湖泊集中、降雨充沛的地方，如北半球暖溫帶、亞熱帶。中國、孟加拉國是世界上水災最頻繁、肆虐的地方，美國、日本、印度和歐洲也較嚴重，中國的地理位置造成了我國洪水多發(fā)。

洪水可分為河流洪水、湖泊洪水和風暴洪水等。其中河流洪水依照成因不同，又可分為暴雨洪水、山洪、融雪洪水、冰凌洪水和潰壩洪水。影響最大、最常見的洪水是河流洪水，尤其是流域內(nèi)長時間暴雨造成河流水位居高不下而引發(fā)堤壩決口，對地區(qū)發(fā)展損害最大，甚至會造成大量人口死亡。

三、結(jié)論與對策

本文對天山北坡河流四棵樹河流域四種類型的洪水成因進行了分析。冰洪現(xiàn)象由來已久，而且冰洪量級之大、發(fā)生之頻繁、造成損失程度之嚴重都是天山北坡中段其它河流所不能比的。四棵樹河冰洪的物理成因、變化規(guī)律的分析研究資料和成果較少，冰洪出現(xiàn)時間也具有較強的隨機性、突發(fā)性和不可預測性。因此掌握好洪水來源和產(chǎn)流過程，通過本次對四棵樹河洪水成因、特性的分析，將有助于進一步做好洪水預報工作，對于防災、減災、水庫合理調(diào)度、抗御洪水方面具有重要意義。四棵樹對河下游為重要的糧棉基地、312國道、217國道、亞歐大陸橋、蘭新鐵路西段在此交匯，所以四棵樹河的防洪對該地區(qū)尤為重要，因而掌握暴雨洪水的規(guī)律對制定合理的防洪措施，確保當?shù)匕踩兄匾淖饔谩?/p>

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