趙子平,師清冶
(1.吉林省水文水資源局白城分局,吉林 白城 137000;2.黑龍江省水文局,黑龍江 哈爾濱 150001)
洮南水文站位于吉林省西部,是洮兒河下游主要控制站,流域面積約3.08萬km2。其右岸有一較大支流即蛟流河,該流域位于大興安嶺東麓褶皺區(qū),處于溫帶大陸性季風(fēng)性氣候區(qū),最高峰敖牛山海拔662.6 m,平原區(qū)海拔110~160 m。屬于高寒地區(qū),冬季漫長寒冷,冰凍期4~5月,歷年最低氣溫可達-38.9℃,夏季炎熱,最高氣溫可達+40.6℃,且時間短暫,多雨時間多,冬夏兩季溫差較大,日氣溫變幅較大,四季分明。汛期暴雨形成主要受北來天氣系統(tǒng)影響,如蒙古低壓、貝加爾湖低壓和冷渦等。其特點是連陰雨天多。連陰雨天中又受南來天氣系統(tǒng)影響,可能出現(xiàn)暴雨。主要降雨集中7—8月份,暴雨中心多在內(nèi)蒙的阿力得爾區(qū)域。多年平均降水量400 mm左右。
為了解洮南水文站以上流域降水量的年內(nèi)變化情況,經(jīng)過分析,選取洮南水文站為典型站進行分析。經(jīng)過對洮南水文站1951—2009年實測降水量資料分析,該站多年平均年降水量為375.6 mm。洮南水文站降水量的年內(nèi)變化是不均勻的,春(3—5月)秋(9—11月)兩季降水量較少,累計降水量僅占年降水量的23%,夏季由于受北來天氣系統(tǒng)以及南來天氣系統(tǒng)的影響產(chǎn)生暴雨,6—9月降水量占年降水量的83%,而且7—8月降水量占年降水量的55%,是形成暴雨洪水的主要期間。
采用洮南水文站流域內(nèi)雨量站1951—2009年實測降水量資料進行降水量統(tǒng)計參數(shù)分析。
采用算術(shù)平均法計算流域平均降水量,然后采用矩法公式計算。按照P—Ⅲ型理論頻率曲線適線,確定參數(shù)。年降水量統(tǒng)計參數(shù)為:
經(jīng)驗頻率采用數(shù)學(xué)期望公式:式中:P——頻率;n——資料年數(shù);m——按大小排列。
經(jīng)過分析,洮南水文站年平均降水量357.6 mm,Cs/Cv=1.5,Cv=0.30。
從1951—2009年實測暴雨洪水資料,選取80場暴雨洪水進行分析,通過分析得出:
1)降雨歷時長,80場暴雨歷時最長100 h,最短暴雨歷時12 h,多場平均降雨歷時55 h。
2)降雨強度大,80場暴雨中,最大場平均降雨強度達4.6 mm/h,最小場平均降雨強度為0.8 mm/h,多場降雨強度平均為2 mm/h。
通過分析可以看出,該流域暴雨特性是:降水量集中,降雨強度大,降雨歷時長且過程連續(xù),降雨量多,是造成發(fā)生洪水的主要因素。
采用洮南水文站1951—2009年共計59年實測洪水資料進行分析。
根據(jù)59年實測最大洪峰流量進行分析得出:洪峰流量大于2 000 m3/s 1次;洪峰流量大于1 000 m3/s,小于2 000 m3/s 1次;洪峰流量小于1 000 m3/s,大于500 m3/s 9次;洪峰流量小于500 m3/s,大于400 m3/s 5次。
從洪水發(fā)生的年代進行分析,最大洪峰流量2 350 m3/s發(fā)生在1998年,多年最大平均流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。
表1 洮南水文站系列段洪峰流量分析表
經(jīng)過分析得出:1951—1960年是偏豐水年,1961—1970年和 1971—1980年是中小水年,1981—1990年是中水年,1991—2000年是豐水年,2001—2009年是小水年。
1998年出現(xiàn)最大洪峰流量2 350 m3/s,相當于100年一遇洪水。其它年份為中小洪水。59年實測洪水資料中,歷年最大洪峰流量平均值為318 m3/s,小于平均值有40年,僅有19年超過平均值,占實測59年的32.2%。多數(shù)年份處于中小洪水。
分析資料得出每次洪水的漲洪歷時:從起漲到峰頂最長時間7 d,從起漲到峰頂?shù)淖疃虝r間2 d,多次洪水漲洪歷時平均為5 d。同時從起漲到落平最長時間15 d,從起漲到落平最短時間5 d,多次洪水從起漲到落平總歷時10 d。
另外,從降雨開始到洮南水文站洪水起漲分析,每次降雨開始至峰頂時間,最長時間17 d,最短時間2 d。平均時間8 d。
因而得出,該站洪水特性是:陡漲緩落洪峰流量大,漲洪歷時短,洪水總量大,易形成災(zāi)害。
應(yīng)用資料進行徑流系數(shù)分析得出:徑流系數(shù)最大為0.4,最小為0,多次洪水徑流系數(shù)平均約0.10。這充分說明,該流域下墊面條件不好,填洼、滲漏即調(diào)蓄損失較大,暴雨形成洪水絕不能忽視,尤其前期雨水不斷滋潤下易形成洪水,由于該流域中上游為山區(qū),比降大且河道狹窄,而下游為平原區(qū),比降小又河道寬闊,因此來水水勢較迅猛,退洪緩慢,屬于或符合溫和半干旱地區(qū)的洪水特征。上游山區(qū)損失小,洪量較大,下游雖調(diào)蓄較大,滯洪的災(zāi)害不可忽視。
[1]白城地區(qū)地方志編纂委員會.白城地區(qū)志[M].1992.
[2]水利部水文局,松遼委水文局.1998年松花江暴雨洪水[M].北京:中國水利水電出版社,2002.
[3]水文計算[M].河海大學(xué).1985.