新疆和田河不同峰量級(jí)洪水成災(zāi)差異分析

謝源源

(新疆水文局水文實(shí)驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引言

(1)天山網(wǎng)在2010年8月18日發(fā)文：受高溫和持續(xù)降雨天氣影響，新疆和田河出現(xiàn)有水文記錄以來(lái)的特大洪水，造成下游阿拉爾墾區(qū)直接經(jīng)濟(jì)損失1.57億元。

(2)中國(guó)新聞網(wǎng)烏魯木齊2015年8月7日電，據(jù)和田地區(qū)防辦消息，喀拉喀什河發(fā)生1 480 m/s3特大洪水(說(shuō)明：該量值是喀拉喀什河托滿(mǎn)水文測(cè)驗(yàn)斷面的實(shí)測(cè)流量，后經(jīng)過(guò)水文資料整編最終結(jié)果為1 470 m/s3，對(duì)該值進(jìn)行洪水演算到下游的烏魯瓦提水文測(cè)驗(yàn)斷面是1 640 m/s3)，洪水災(zāi)害致使各縣(市)120余個(gè)水利基礎(chǔ)設(shè)施不同程度受損。

通過(guò)上述兩場(chǎng)洪水發(fā)生的時(shí)間來(lái)看：2010年和田河兩大支流控制斷面發(fā)生最大洪峰流量分別為1 150 m3/s和1 241 m3/s；2015年和田河兩大支流控制斷面發(fā)生最大洪峰流量分別為1 400 m3/s和1 640 m3/s。相對(duì)比2015年的洪水峰值最大，成災(zāi)嚴(yán)重。

1 河流概況

和田河古稱(chēng)于闐河，由東支玉龍喀什河與西支喀拉喀什河在黑玉縣喀瓦克鄉(xiāng)麻雪特村下游匯集后，穿過(guò)塔克拉瑪干西部沙漠，于阿拉爾市的肖夾克匯入塔里木河[1]。和田河干流長(zhǎng)319 km，河水主要進(jìn)入和田市、和田縣、墨玉縣、洛浦縣灌區(qū)?？κ埠优c玉龍喀什河從河源至匯合口(東經(jīng)83°33′、北緯38°05′)，分別長(zhǎng)808 km和630 km，流域面積約26 600 km2和19 800 km2。

1.1 喀拉喀什河

河流發(fā)源于喀喇昆侖東部山區(qū)、昆侖山北西段北坡山區(qū)，流域內(nèi)共發(fā)育有冰川1987休，冰川面積約2 160 km2，主要由南支、和西支組成，流經(jīng)和田、皮山、墨玉縣。

喀拉喀什河自上而下順序設(shè)立：兩個(gè)國(guó)家基本水文站托滿(mǎn)站、烏魯瓦提站，兩個(gè)塔里木河治理建設(shè)水文站喀拉喀什河渠首站和吐孜魯克站。本次僅分析托滿(mǎn)站和烏魯瓦提站的實(shí)測(cè)洪水資料。

1994年于山區(qū)設(shè)立托滿(mǎn)水文站，集水面積18 280 km2(水文站以上)。作為烏魯瓦提水利樞紐專(zhuān)用站僅在5-9月觀測(cè)，該站屬汛期站，觀測(cè)至今；烏魯瓦提水文站自1956年11月設(shè)立并觀測(cè)至今?？κ埠犹烊宦洳? 001 m，集水面積19 983 km2(烏魯瓦提水文站以上)，年內(nèi)徑流量七月份最大，占比28.3%。流域內(nèi)冰川較分散，年冰川融水量約11.85億 m3占比達(dá)55.1%左右[2-3](蘭州冰川凍土研究所成果)。

橄欖玄武巖平面上呈條帶狀展布，剖面上呈似層狀，侵位于寒武紀(jì)長(zhǎng)清群朱砂洞組及饅頭組。巖石新鮮面土黃色—灰黃色，略帶綠色色調(diào)，具斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶、基質(zhì)組成，斑晶由橄欖石假象、單斜輝石、角閃石、黑云母組成，粒徑一般0.3～3mm不等，雜亂分布，橄欖石呈半自形柱粒狀，少數(shù)呈兩端尖銳的六邊形，被皂石及少量碳酸鹽、硅質(zhì)交代，呈假象，部分隱約可見(jiàn)橫向裂紋；單斜輝石呈半自形柱粒狀，少部分呈近方形的八邊形，沿邊緣少皂石化、碳酸鹽化，常見(jiàn)2組近直交解理；角閃石紅褐色、黃褐色，半自形柱粒狀，常見(jiàn)熔蝕結(jié)構(gòu)，部分可見(jiàn)兩組近菱形解理，夾角約56°；黑云母紅棕色，葉片狀，多被細(xì)小黑云母置換呈假象。

1.2 玉龍喀什河

發(fā)源于昆侖山北坡的東支源流玉龍喀什河，由東西兩支匯合而成，南北流向，經(jīng)于田縣、策勒縣、和田縣、和田市、洛浦縣后與左鄰喀拉喀什河匯合。集水面積14 575 km2(通古孜洛克水文站以上)。

自上而下設(shè)立水文站四處，其中國(guó)家基本水文站黑山站、同古孜洛克站兩個(gè)是、玉龍喀什河渠首站和艾格利亞站是塔里木河治理所建水文站[4]。本次分析以出山口處的同古孜洛克水文站實(shí)測(cè)洪水資料系列進(jìn)行分析。

同古孜洛克水文站自1957年設(shè)立并觀測(cè)至今。根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析，8月份為徑流量最大月，占年徑流量的33.7%。玉龍喀什河源冰川發(fā)育相對(duì)集中且量大。玉龍喀什河天然落差3 380 m，集水面積14 575 km2(同古孜洛克水文站以上)。

2 和田河洪水

通過(guò)對(duì)兩大支流歷年洪水系列資料篩查，摘錄出1961、1978、1999、2010和2015年的洪水測(cè)驗(yàn)成果，見(jiàn)表2、表3所示。

2.1 洪水分析

洪峰流量：在對(duì)和田河兩大支流出山口處水文站控制斷面實(shí)測(cè)年最大洪峰流量的統(tǒng)計(jì)分析中，2015年兩河年最大洪峰流量合計(jì)為3 043 m3/s，比第二位1999年的2 629 m3/s大414 m3/s，其差異顯著；其他入選年份的洪峰流量相差不大，排位1978年、2010年、1961年。

場(chǎng)次洪量：針對(duì)一日、三日、七日、十五日的洪量計(jì)算，兩河合計(jì)排位1978第一大，其次是2010年、2015年、1961年、1999年。

上述統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，和田河的洪水峰值與洪量是不相應(yīng)的。本文著重分析近期出現(xiàn)的有較詳細(xì)洪災(zāi)災(zāi)情報(bào)道的2015年發(fā)生的歷年實(shí)測(cè)最大洪峰流量和第三大洪量以及2010年出現(xiàn)的歷年實(shí)測(cè)第二大洪量來(lái)論述。

2010年大洪水：冰川融雪是該河水量補(bǔ)給源之一，隨著氣溫升高冰川融水量呈增加趨勢(shì)，7月中旬增幅明顯，而7月末連續(xù)幾天流域內(nèi)出現(xiàn)大范圍降水，與冰川融水疊加后產(chǎn)生流域性大洪水，河道水量大幅增加[2]，期間的高空氣溫呈一日高于一日，對(duì)高山區(qū)冰川消融效果明顯，加之大范圍降水，7月30日和田河發(fā)生了有實(shí)測(cè)水文資料以來(lái)第2大洪量及4大洪峰流量，分別為17.35億 m3及2 390 m3/s。

2015年和田河洪水：從入汛以來(lái)的7月14日和田河兩大支流徑流量呈變大狀況，7月22日河道來(lái)水量具有顯著增加，7月27日到8月7日為2015年最大洪水由小到大再減小的過(guò)程，統(tǒng)計(jì)15 d的洪峰流量為16.50億 m3，是多年均值的36.1%，僅7月31日的洪峰流量為1.392億 m3，是多年均值的3.0%之多。

托滿(mǎn)站2010年7月30日2時(shí)洪峰流量1 110 m3/s(計(jì)算到烏魯瓦提站是1 241 m3/s)，3時(shí)洪峰流量實(shí)測(cè)值1 470 m3/s，該場(chǎng)次洪水自1959年設(shè)站至2010年實(shí)測(cè)最大，根據(jù)上下游水文站洪峰流量相關(guān)分析及洪水傳播規(guī)律[5]，該場(chǎng)次洪水經(jīng)4 h到達(dá)烏魯瓦提站測(cè)驗(yàn)斷面洪峰達(dá)1 640 m3/s。

玉龍喀什河同古孜洛克水文站在7月31日6時(shí)發(fā)生1 283 m3/s的實(shí)測(cè)年最大洪峰流量，經(jīng)過(guò)水文資料整編后更正為1 400 m3/s的歷史實(shí)測(cè)第2大洪峰流量，他比歷史實(shí)測(cè)第一大洪峰流量1 460 m3/s略少60 m3/s，屬同一量級(jí)的洪水；將兩河在出山口處的年最大洪峰流量統(tǒng)計(jì)計(jì)算是3 043 m3/s，該量值為和田河歷年實(shí)測(cè)最大的洪水。

2.2 洪水成因

和田河流域徑流量主要補(bǔ)給來(lái)源主要為高山區(qū)冰川消融及降水，春季到來(lái)天氣轉(zhuǎn)暖，山區(qū)積雪融化發(fā)生，隨著氣溫不斷上升融冰雪洪水隨之而來(lái)，夏季暴雨洪水多發(fā)，兩種類(lèi)型洪水疊加極易發(fā)生大洪水，而特大洪水的發(fā)生均由多種氣象、下墊面條件等多種因素綜合作用[2]。

2.2.1 天氣系統(tǒng)

2010年6月上旬高空天氣過(guò)程是，區(qū)域500 hpa高空溫度呈上升趨勢(shì)，7月25日07時(shí)和19時(shí)500 hpa高空溫度分別達(dá)正的2.4℃，0.2℃，日平均氣溫1.3℃，因受到山區(qū)降水致使高空氣溫有所下降；0 ℃層高度自7月23日再一次上到5 000 m以上高度到8月18日下午19時(shí)0 ℃層高度落到5 000 m之下，此階段0 ℃層高度保持在5 000 m以上的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)27 d，期間0 ℃層高度超過(guò)6 000 m以上有兩天，為8月5日和6日(0 ℃層高度最高為6 431 m)，在高空溫度的峰形上表現(xiàn)的及其厚實(shí)，由此說(shuō)明本區(qū)域積溫達(dá)到了較高的程度，為加速高山區(qū)冰川的大量融水提供了十分有利的條件。

和田地區(qū)氣象局統(tǒng)計(jì)計(jì)算2015年7月高空天氣過(guò)程，7月13日至8月8日0℃層都在5 000 m以上，23-29日在此期間，受西太平洋暖濕高壓的控制和影響范圍大[2]，天氣情勢(shì)主要在和田地區(qū)自東向西的于田縣、策勒縣、洛浦縣、和田縣、墨玉縣高溫天氣達(dá)27 d，出現(xiàn)了最高氣溫達(dá)歷史極值的罕見(jiàn)現(xiàn)象，7月24日和田氣象局觀測(cè)到有記錄以來(lái)最熱高溫天氣，地面氣溫達(dá)42.1℃；日均0 ℃層高度5 833 m。

2.2.2 降水過(guò)程

2010年6月3 日7月31日中昆侖山北坡大范圍降水天氣過(guò)程經(jīng)過(guò)高山區(qū)和平原區(qū)，玉龍喀什河上游黑山站自7月27日連續(xù)7日降水達(dá)18.3 mm[5]，降水范圍較大，汛期河流來(lái)水量大，造成了汛前在流域的中高山區(qū)以固態(tài)水(積雪)形式儲(chǔ)存，汛中在高空氣溫的迅速升高作用下，中高山區(qū)的冰雪得以快速消融并與中低山區(qū)液態(tài)降水一同疊加匯入河道，為河川徑流量源源不斷提供了充分的物質(zhì)條件。

2015年7月降水：據(jù)和田氣象局“重要?dú)庀笄閳?bào)”，7月末(29日)開(kāi)始受西太平洋暖濕高壓的影響持續(xù)增強(qiáng)，和田河流域中部山區(qū)出現(xiàn)了對(duì)流云；7月30日黑山站觀測(cè)到日降水26.3 mm達(dá)暴雨量級(jí)，托滿(mǎn)站也觀測(cè)有降水量，而同一區(qū)域淺山區(qū)其它站點(diǎn)沒(méi)有陰雨發(fā)生天氣，說(shuō)明7月30日的降水僅在和田河流域山區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

兩次特大洪水成因相同點(diǎn)：(1)在夏季高氣溫基礎(chǔ)上，地面、高空持續(xù)升溫急驟，致使融冰雪大洪

水發(fā)生；(2)淺山區(qū)強(qiáng)降水形成大洪水；不同之處：(1)2015年屬極端高溫天氣，其過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響明顯大于其他年份，形成了歷年實(shí)測(cè)最大洪峰流量，并造成和田地區(qū)災(zāi)情比較嚴(yán)重的狀況；(2)2010年洪水造成位于位于和田河下游至塔里木河入河口以上70 km的和田河岔道出現(xiàn)潰決，災(zāi)情影響到和田河下游的阿拉爾市。成因之一是洪水洪量量級(jí)位居歷史第二位(僅次于1978年特大洪水)，其二是該量級(jí)洪水已有32 a未出現(xiàn)，造成潰決處堤壩防洪能力降低；(3)2015年大洪水期間的場(chǎng)次洪量小于2010年，對(duì)和田河下游的波及和影響不大。

通過(guò)分析說(shuō)明，影響流域大洪水主要素是極端的氣象條件，高空溫度持續(xù)上升產(chǎn)生融冰雪洪水，強(qiáng)降水天氣的過(guò)程，致使洪峰量級(jí)更大，是兩次洪水災(zāi)情突出的共同條件和直接影響因素。