西苕溪流域2012年“?？迸_(tái)風(fēng)洪水分析

張祖鵬，范 曄，賀石良

（1.長(zhǎng)興縣防汛防旱指揮部辦公室，浙江 長(zhǎng)興 313100；2.長(zhǎng)興縣水文站，浙江 長(zhǎng)興 313100；3.松遼水利委員會(huì)流域與政策研究中心，吉林 長(zhǎng)春 130021）

0 引言

西苕溪是太湖上游的重要支流，位于浙江省湖州市境內(nèi)，發(fā)源于天目山的北麓，在白雀塘橋匯合由長(zhǎng)兜港、小梅港向北流入太湖，西苕溪屬山溪性河流，源短流急，洪水暴漲暴落。流域內(nèi)已建成對(duì)河口、老石坎、賦石等大型水庫(kù)4座，中型水庫(kù)7座。西苕溪流域設(shè)有橫塘村、港口以及杭長(zhǎng)橋等國(guó)家流量站，降雨量觀測(cè)站30余個(gè)。

2012年8月，受年度臺(tái)風(fēng)“?？庇绊?，西苕溪流域遭遇了歷史同期罕見的臺(tái)風(fēng)暴雨洪水襲擊。因暴雨強(qiáng)度大且持續(xù)集中，致使水庫(kù)、西苕溪河道、長(zhǎng)興平原河網(wǎng)水位暴漲，造成西苕溪長(zhǎng)興縣部分河段堤防決口、平原圩堤出險(xiǎn)等。此次臺(tái)風(fēng)引發(fā)的洪水，是除“99630”杭嘉湖特大梅雨洪水之外給長(zhǎng)興縣造成最大損失的一次洪水災(zāi)害。為了全面地了解、收集、分析和評(píng)價(jià)臺(tái)風(fēng)期間西苕溪流域出現(xiàn)的雨情、水情和災(zāi)情，調(diào)查分析現(xiàn)有水利工程及其調(diào)度的減災(zāi)作用，發(fā)現(xiàn)工程運(yùn)行管理中存在的問題，進(jìn)而對(duì)城鎮(zhèn)防洪、流域治理提出改進(jìn)意見。

1 “海葵”臺(tái)風(fēng)生成行進(jìn)過程

2012年第11號(hào)熱帶風(fēng)暴“?？庇?月3日8時(shí)在日本沖繩以東偏南約1360 km的西北太平洋洋面上生成，隨后快速向西北偏西方向移動(dòng)，強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)；5日17時(shí)“?？奔訌?qiáng)為強(qiáng)熱帶風(fēng)暴，6日17時(shí)加強(qiáng)為臺(tái)風(fēng)，7日14時(shí)，“海葵”發(fā)展為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)，此后以每小時(shí)10 km左右的速度繼續(xù)向西北偏西方向移動(dòng)，并于8日凌晨3時(shí)20分在寧波象山縣鶴浦鎮(zhèn)（三門灣北側(cè)）登陸，登錄時(shí)中心氣壓96.5 kPa，中心最大風(fēng)速 14 級(jí)（42 m/s）；隨后經(jīng)紹興、杭州于8日下午16時(shí)進(jìn)入長(zhǎng)興縣，于8日20時(shí)離開長(zhǎng)興縣進(jìn)入安徽省境內(nèi)；9日20時(shí)，臺(tái)風(fēng)“海葵”減弱為熱帶風(fēng)暴停止編報(bào)。

2 雨情

“海葵”臺(tái)風(fēng)影響期間，長(zhǎng)興縣片西苕溪流域普降大暴雨，局部特大暴雨。其中安吉片面降雨達(dá)到244.6 mm，長(zhǎng)興片面降雨達(dá)到223.7 mm，安吉單站最大過程雨量安吉縣董嶺站達(dá)634.0 mm，超同類歷史記錄;該站3日最大雨量重現(xiàn)期達(dá)到50年一遇。長(zhǎng)興片單站最大過程雨量港口站達(dá)249 mm。

從長(zhǎng)興縣歷次典型臺(tái)風(fēng)過程雨量對(duì)比，“海葵”臺(tái)風(fēng)過程雨量244.2 mm，僅次于1963年歷史上最大一次臺(tái)風(fēng)過程雨量279.8 mm。

3 水情

受“海葵”臺(tái)風(fēng)暴雨影響，西苕溪上游代表站橫塘村站實(shí)測(cè)流量超歷史記錄、中游港口站出現(xiàn)該站（1997年）以來的最高洪水位；而事實(shí)上，梅溪站以下河道、東苕溪、湖州東部平原、長(zhǎng)興平原各河道代表站均出現(xiàn)超保證的高水位，太湖小梅口站也出現(xiàn)2.45 m（保證水位2.46 m）的高水位。

橫塘村站從8月8日5時(shí)起緩慢起漲，15時(shí)至16時(shí)漲率達(dá)到最大值0.59 m/h，也即在區(qū)間區(qū)域最大雨強(qiáng)（18 mm/h）之后4 h形成。8日18時(shí)44分，實(shí)測(cè)最大流量1390 m3/s，為歷年來實(shí)測(cè)流量最大值。9日2時(shí)，橫塘村站達(dá)到洪峰水位7.70 m，超警戒水位1.03 m，洪水過程中最大增幅6.09 m。梅溪站8月8日6時(shí)起漲，16至17時(shí)漲率達(dá)到最大值0.42 m/h，8月9日6時(shí)，梅溪站達(dá)到洪峰水位6.98 m，超出該站保證水位0.81 m，洪水過程中最大增幅5.32 m。港口站由于受7 d降雨影響，水位從7日12時(shí)開始起漲，8月18至19時(shí)漲率達(dá)到最大值0.31 m/h。9日3時(shí)，港口站實(shí)測(cè)流量908 m3/s。7時(shí)，港口站達(dá)到洪峰水位5.86 m（人工報(bào)汛5.87 m），超過保證水位1.02 m，也超過該站以來最高洪水位0.20 m，洪水過程中最大增幅4.32 m。各主要水位站點(diǎn)的過程線見圖1。

圖1 海葵臺(tái)風(fēng)期間各主要水位站點(diǎn)的過程線

4 水庫(kù)及河道退水過程

老石坎水庫(kù)8月9日13時(shí)達(dá)到洪峰水位120.49 m，按調(diào)度指令，10日13時(shí)，泄洪流量從150 m3/s減小至50 m3/s，并于10日20時(shí)關(guān)閉鴨坑塢分洪，關(guān)閉前分洪流量為100 m3/s。為騰空庫(kù)容，加速庫(kù)水位下降，12日9時(shí)，泄洪流量加大至100 m3/s，14日13時(shí)，泄洪流量減小至50 m3/s，庫(kù)水位于8月24日21時(shí)降至汛限水位113.63 m，歷時(shí)14 d。賦石水庫(kù)8月12日8時(shí)達(dá)到洪峰水位82.32 m，按調(diào)度指令，12日12時(shí)起，以50 m3/s流量開始泄洪，11日13時(shí)，泄洪流量增至80 m3/s，11日17時(shí)，泄流量減至50 m3/s，于8月24日19時(shí)，庫(kù)水位降至汛限水位78.12 m，歷時(shí)12.5 d。

5 與“羅莎”“莫拉克”臺(tái)風(fēng)型洪水的比較分析

通過詳細(xì)記述“?？迸_(tái)風(fēng)的水雨情特點(diǎn)，進(jìn)而分析“?？?、“羅莎”、“莫拉克”等臺(tái)風(fēng)洪水過程中安吉片與長(zhǎng)興片降雨與西苕溪港口站水位漲幅的關(guān)系，并進(jìn)行了比較。

從西苕溪港口洪水流量的組成來看，港口站的洪水主要來自于上游安吉站的來水和區(qū)間長(zhǎng)興片的來水，先建立西苕溪港口片流域的累計(jì)降水量與水位漲幅的關(guān)系，見圖2。

通過對(duì)3場(chǎng)臺(tái)風(fēng)型洪水的累計(jì)降水量與水位漲幅關(guān)系比較分析，“莫拉克”臺(tái)風(fēng)由于在長(zhǎng)興地區(qū)降水分布極不均勻，導(dǎo)致累計(jì)降水量與水位漲幅之間的關(guān)系較不明顯，其余兩場(chǎng)洪水，累計(jì)降水量與水位漲幅之間的關(guān)系相關(guān)系數(shù)都達(dá)到99%以上。然而這兩場(chǎng)洪水在累計(jì)降水量超過60 mm以后，水位的增幅卻出現(xiàn)了較大程度的不同，其中“海葵”臺(tái)風(fēng)在同一降水量的情況下，水位增幅比“羅莎”臺(tái)風(fēng)高0.5 m左右，這會(huì)導(dǎo)致在洪水預(yù)報(bào)實(shí)踐下，出現(xiàn)不允許的估計(jì)誤差，也是導(dǎo)致該地區(qū)實(shí)用型洪水預(yù)報(bào)作業(yè)方案難產(chǎn)的原因。分析其差異有以下幾種原因：

1）“?？迸_(tái)風(fēng)與“羅莎”臺(tái)風(fēng)的風(fēng)力路徑特單大不一樣，其中“?？迸_(tái)風(fēng)曾經(jīng)導(dǎo)致太湖出現(xiàn)歷史上罕見的倒灌流量（太湖沿岸各站水位甚至相差達(dá)到1 m），其中在洪水期，西苕溪港口段還測(cè)到很大的倒灌流量，出現(xiàn)“關(guān)門淹”的次洪災(zāi)害，也導(dǎo)致在同一累計(jì)降水的情況下，?？_(tái)風(fēng)的水位漲幅要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“羅莎”臺(tái)風(fēng)。

圖2 3場(chǎng)臺(tái)風(fēng)累計(jì)降水量與水位漲幅關(guān)系圖

2）“?？迸_(tái)風(fēng)帶來短時(shí)間、高強(qiáng)度的降水，臺(tái)風(fēng)過程最大雨量達(dá)到600 mm，實(shí)為歷史罕見，短歷史，高強(qiáng)度的降水導(dǎo)致河流水位漲幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過降水均勻的洪水，也是兩次臺(tái)風(fēng)降水不同的原因。

表1 3場(chǎng)臺(tái)風(fēng)降雨的重現(xiàn)期對(duì)比表

3）從3場(chǎng)臺(tái)風(fēng)洪水的統(tǒng)計(jì)來看，3場(chǎng)臺(tái)風(fēng)型洪水所呈現(xiàn)的降水與水位的關(guān)系皆不相同，分析原因來看，是降水與水位涉及到自然界最為復(fù)雜的水循環(huán)理論即降水徑流原理。光以降水為單一的預(yù)報(bào)因子，并不能完全解決水位的預(yù)報(bào)問題，必須要考慮降水在流域內(nèi)的分布、流域下墊面的變化、土壤含水量以及下游太湖水位頂托等各方面因素。目前傳統(tǒng)的水文模型還無法做到將以上預(yù)報(bào)因素完全整合到預(yù)報(bào)模型當(dāng)中，如何研究實(shí)用化的“臺(tái)風(fēng)型”洪水預(yù)報(bào)模型，是個(gè)值得探討的問題。

[1]水利部水文局，水利部松遼水利委員會(huì)水文局.1998年松花江暴雨洪水[M].北京：水利水電出版社，2002.

[2]駱承政主編.中國(guó)歷史大洪水調(diào)查資料匯編[M].北京：中國(guó)書店出版社，2006.