第二松花江白山以上流域“2010·7”暴雨洪水分析

于得江，尤 芳，王志強(qiáng)

（吉林省水文水資源局，吉林 長(zhǎng)春 130022）

白山水庫是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉、供水、環(huán)保等綜合利用的大型水庫。分析其流域內(nèi)暴雨洪水的特性，對(duì)今后的防汛抗旱、水資源利用具有重要的參考價(jià)值。2010年汛期，吉林省全省平均降雨量493.3 mm，與歷年相當(dāng)，但降水豐枯懸殊、階段性明顯、地域分布極不均勻。降水的突出特點(diǎn)是時(shí)空分布不均勻，洪水峰高量大。受極端天氣降水影響，第二松花江白山水庫以上流域發(fā)生特大洪水。

1 流域水文氣象概況

1）氣象特征

白山以上流域地處高寒山區(qū)，冬季寒冷、干燥，夏季炎熱、多雨。年降水量在600～1 000 mm之間，多年平均降水量為748 mm，降水的時(shí)空分布不均，汛期6—9月份降水量占全年的70%～80%。洪水多發(fā)生在7—9月份，尤其在8月份出現(xiàn)次數(shù)最多。洪水特點(diǎn)是：峰高、量大、歷時(shí)短。漲洪歷時(shí)一般發(fā)生在10～30 h內(nèi)，洪水總歷時(shí)一般6～7 d。水庫形成后，匯流時(shí)間更短，漲洪歷時(shí)一般在8 h左右。

多年平均蒸發(fā)量不足800 mm（以E601的蒸發(fā)量作為標(biāo)準(zhǔn)），水面蒸發(fā)主要集中在5—7月，占全年的46%，其中5月份最大，占全年的18%左右。與高溫期7，8月不同步，即最大蒸發(fā)月份提前，其原因是春末夏初干旱少雨、空氣相對(duì)濕度小、風(fēng)力大所致。

2）水文特征

流域內(nèi)水力資源豐富，多年平均徑流量為72.91×108m3。目前已建的大型水利工程有白山水庫（總庫容59.21×108m3，流域面積19 000 km2）、松江河梯級(jí)的松山（總庫容1.33×108m3，流域面積1 302 km2）、小山水庫（總庫容1.05×108m3，流域面積905 km2）和二道江梯級(jí)的兩江水庫（總庫容 2.1×108m3，流域面積 2 970 km2），中小型水庫 40余座；擬建的有松江河梯級(jí)的雙溝、石龍水庫和二道江梯級(jí)的四湖溝水庫。

2 天氣特點(diǎn)及降雨過程

2.1 天氣特點(diǎn)

2010年夏季500 hPa月平均位勢(shì)高度場(chǎng)上，中高緯度環(huán)流呈4波型分布。西北太平洋副熱帶高壓在整個(gè)夏季勢(shì)力強(qiáng)大，面積較常年同期偏大，強(qiáng)度顯著偏強(qiáng)，位置異常偏西。歐亞中高緯環(huán)流徑向發(fā)展明顯，冷空氣活躍，冷渦和高空槽系統(tǒng)頻繁東移，與副高后部西南暖濕氣流交匯。

7月25日至28日，受低壓、切變線及西南暖濕氣流共同影響，第二松花江白山水庫以上流域降了大到暴雨，局部地區(qū)降大暴雨。

2.2 降雨過程

第二松花江白山以上流域自7月中下旬以來連續(xù)降雨。7月18日2時(shí)—23日8時(shí)流域平均降雨70.7 mm，暴雨中心在二道白河和二道松花江干流；最大點(diǎn)降雨量為92.8 mm，發(fā)生在延邊州二道白河水文站。7月25日—28日，流域平均降雨161.9 mm，暴雨中心位于古洞河和富爾河；最大點(diǎn)降雨量為259.4 mm，發(fā)生在延邊州富爾河上游的柳樹河子；次大點(diǎn)降雨量為251.8 mm，發(fā)生在延邊州古洞河支流大沙河的腰團(tuán)站；最大日降雨量為128.2 mm，發(fā)生在大沙河的高城站（27日）；其次為127.6 mm，發(fā)生在大沙河的永慶站。前場(chǎng)降水為流域蓄滿創(chuàng)造了條件，后場(chǎng)形成了造峰雨量。根據(jù)流域內(nèi)雨量站觀測(cè)值統(tǒng)計(jì)計(jì)算、繪制等值線圖及分析：最大6，12，24 h，最大3 d降雨量，均發(fā)生在后場(chǎng)降雨中，暴雨中心區(qū)域?yàn)楣哦春雍透粻柡印Ｗ畲? h暴雨中心發(fā)生在大沙河的永慶站和富爾河的大蒲柴河站，降雨量為76.2和70.2 mm，籠罩區(qū)域?yàn)楦粻柡酉掠巍⒋笊澈拥南掠渭肮哦春由嫌尾糠謪^(qū)域；最大12 h暴雨中心發(fā)生在富爾河下游的大蒲柴河站，降雨量為126.4 mm；最大24 h暴雨中心同樣發(fā)生在大蒲柴河站及永慶站，暴雨中心降雨量為190.0 mm，籠罩區(qū)域?yàn)楦粻柡拥南掠螀^(qū)及大沙河下游區(qū)；最大3 d暴雨中心發(fā)生在大沙河的腰團(tuán)站，暴雨中心降雨量為230.0 mm，籠罩區(qū)域?yàn)榇笊澈酉掠螀^(qū)。降雨量時(shí)程分配見圖2。

圖1 降雨量柱狀圖

2.3 降雨的特點(diǎn)

降雨特點(diǎn)主要為：

1）歷時(shí)長(zhǎng)：前后兩場(chǎng)歷時(shí)11 d降雨，只有2 d有雨?；蜉^小降雨，降雨歷時(shí)較長(zhǎng)。

2）范圍大：前后兩場(chǎng)降雨范圍較大，籠罩了二道松花江漢陽屯站以上流域。

3）暴雨中心集中：相比兩場(chǎng)降雨，降雨中心位置大致相同，但降雨強(qiáng)度、降雨量差異較大。前場(chǎng)中心區(qū)域在二道白河及松花江上游干流，后場(chǎng)中心區(qū)域在大沙河及富爾河，降雨強(qiáng)度、降雨量前場(chǎng)均小于后場(chǎng)，累計(jì)降雨量前場(chǎng)約占后場(chǎng)的1/6。后場(chǎng)的暴雨中心均集中在富爾河及大沙河。

4）落區(qū)重復(fù)：前后兩場(chǎng)降雨中心區(qū)域均位于富爾河及大沙河。

3 洪水

3.1 洪水過程

7月中下旬，第二松花江白山以上流域發(fā)生了兩場(chǎng)連續(xù)降雨，暴雨中心區(qū)域?yàn)楦粻柡蛹按笊澈?，由于有了前期雨量的影響，流域?nèi)土壤含水量達(dá)到飽和后蓄滿產(chǎn)流，致使二道松花江、古洞河、大沙河、富爾河、大蒲柴河等河流水位不斷上漲、洪峰迭起，發(fā)生了超歷史洪水，從而導(dǎo)致第二松花江白山以上流域發(fā)生特大洪水。

二道松花江漢陽屯站實(shí)測(cè)最高水位315.27 m，相應(yīng)推算洪峰流量9 700 m3/s；古洞河大甸子站實(shí)測(cè)最高水位8.14 m，相應(yīng)推算洪峰流量3 070 m3/s；富爾河大蒲柴河站實(shí)測(cè)最高水位10.42 m，相應(yīng)推算洪峰流量2 600 m3/s；大沙河永慶站實(shí)測(cè)最高水位8.10 m，相應(yīng)推算洪峰流量675 m3/s。白山水庫7月29日8時(shí)，6 h最大入庫流量13 300 m3/s，超過歷史最大入庫流量12 000 m3/s（1995年7月），7月29日20時(shí)出現(xiàn)最高水位417.38 m，超汛限水位（413.00 m）4.38 m。白山水庫入庫流量、頭道松花江控制站高麗城子站、二道松花江控制站漢陽屯站流量過程見圖2。

圖2 流量過程線圖

3.2 洪水特點(diǎn)

1）洪水范圍廣。第二松花江白山以上流域（主要是二道松花江）發(fā)生了超歷史水文實(shí)測(cè)記錄的特大洪水。

2）洪水量級(jí)大、稀遇程度高。受強(qiáng)降雨影響，古洞河大甸子水文站、二道松花江漢陽屯水文站、富爾河大蒲柴河水文站、大沙河永慶水文站、第二松花江白山水庫站發(fā)生特大洪水，見表1。

表1 二道松花江流域主要水文站歷史洪水統(tǒng)計(jì)表

3）洪水過程歷時(shí)短、漲落急劇。由于暴雨量大、強(qiáng)度高，所以洪水漲勢(shì)迅猛，大沙河永慶水文站漲洪歷時(shí)22 h,古洞河大甸子水文站漲洪歷時(shí)28h,二道松花江漢陽屯水文站漲洪歷時(shí)32 h，見表2。

表2 江河控制站漲洪特性表

4）江河洪水歷時(shí)長(zhǎng)。受連續(xù)降雨影響，部分河流多次發(fā)生洪水過程，洪水持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，白山水庫自7月28日20時(shí)起超汛限運(yùn)行19 d。