韓江流域“03·5”與“03·6”暴雨洪水分析

論文類別:工學論文 > 水利工程論文
論文作者: 李俊偉
上傳時間:2006/2/16 11:46:00

摘要:從降水過程、暴雨空間分布、洪水發生時間及過程及进退水速度等幾方面,分析比较2003年5、6月份韓江流域兩次洪水發展過程,對進一步認識韓江流域的氣象水文特性、提高水文預報精度具有參考價值。

關鍵詞:韓江流域 暴雨分析 洪水分析

I、韓江流域水文氣象概況

一、     河流概況

韓江發源於廣东省紫金縣的七星崠,上遊称琴江,流至五華水寨后稱梅江,由西南向東北流經五華、興寧、梅縣至大埔縣的三河壩与由福建省來的汀江匯合後稱韓江。折向南流,至潮州市以下三角洲河網區,分北、東、西溪經澄海市、汕頭市入南海。幹流全長470km,流域集雨面積30,112km2河道平均坡降0.4‰。主要有汀江、石窟河、五華河、梅江等支流。其流域如圖一。

圖一:韓江流域圖

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

二、     水文氣象特征

  1氣象特征

韓江流域屬亞熱帶氣候,氣候溫和多雨,受海洋性東南季風影響很大,雨洪主要集中於夏季,受海洋性東南季風劇烈影響,常造成大面積的鋒面連續降雨;後汛期以太平洋和南海熱帶風暴影响為主,常造成暴雨並較高洪水位。流域內降雨量充沛,但时空分布不均,多年平均降雨量在14001700mm,年內分配不均勻,其中4~9月降雨量占全年降雨量的70%以上,5、6月份更為集中。受地形影響,降雨量自沿海向北增大,過蓮花山脈後,又向北逐漸減少。流域的暴雨中心在洋頭~犀狗寮~凤凰一帶,年降水量約2570mm

2、水文特征

本流域水量豐富,年徑流總量245亿m,年徑流模數為26.7dm3/s·km

本流域以熱带氣旋雨影響為主,暴雨大而且集中,洪水峰高量大,一般梅江量大,洪水過程線較肥胖,汀江峰高呈尖瘦型。洪水多發生在6月和8月,主要洪水来自梅江和汀江,若兩江相遇或梅江、汀江連續洪水疊加,都會造成韓江下遊大洪水。韓江潮安站實測最大洪峰流量高达13300m3/s

II、暴雨氣象背景及暴雨過程

一、暴雨氣象背景

4-6月,廣東(包括福建靠近廣東一帶)正是多鋒面低槽暴雨的季節,每當北方有低槽东移帶動槽後的冷空氣南下影响廣東時,由於低壓槽前西南氣流帶来充沛水汽,往往造成天氣不穩定,易產生大範圍的大雨或暴雨的天氣過程,當然降雨的大小與槽的深淺有密切關系。

500hPa圖上, 5月中旬,貝加爾湖上的低槽逐渐波動東移,並不斷有低壓補充,中纬由平直的西風帶系統控制,槽線不断東移南壓,這一期間副高較弱,廣東、福建都處於副高邊缘;850 hPa圖上,中緯地區一直有一高壓存在,緩慢東移,福建~廣東一帶有切變線生成。可見,造成513~17日的強降水的主要原因是,控制韓江流域上空的副熱帶高壓減弱,地面低壓發展,加上白天陽光強烈,地面受熱不均勻,導致大氣不稳定,不穩定能量相當充足,對流发展強盛,給暴雨提供必備的動力、熱量、水汽條件。這種情況出现的強降水時間短,降水集中,降雨強度大。

6月份開始,500hPa图上,基本屬於兩脊一槽的形勢,烏拉爾山上的脊線不断發展形成阻高,日本上空的東脊線也一直維持,致使高緯度极渦分裂的低壓不段南下,并逐漸加強;低槽也不斷加深,一直維持在我國東北到華北一帶,槽底則南伸,槽線也延伸至福建、廣東一带,並維持多天,在此期間還受臺风外圍環流共同影響;從850 hPa圖上也明顯可以看到,有低壓存在於東北~華北一帶,槽线一直維持,形成低值系統控制的局面。低壓槽形勢在中低層大氣受西南暖濕气流影響下,變得活躍,受低壓槽及切變線的共同影響,廣東省大部分地方及福建靠近廣東一帶9日先後普降大雨到暴雨局部大暴雨後,10日西北部、中部和東南部又普降暴雨,局部大暴雨到特大暴雨。受低压槽持續影響6日至16各地每天都有降雨,大雨到暴雨、局部大暴雨。

二、暴雨過程及地區分布

513~17日、66~16日韓江流域主要河流平均降雨量見表一。

表一:“03·5 、“03·6 暴雨韓江流域主要河流平均降雨量(單位:㎜)

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

汀江

石屈河

五華水

梅江

梅潭河

韓江幹流

03·5 暴雨

13

11.0

0

0

0

0

0

14

30.9

24.7

8.5

16.7

12.0

12.2

15

97.3

132.0

56.0

117.9

96.0

68.8

16

123.4

135.3

16.0

155.0

71.0

118.8

17

40.0

37.3

29.0

36.0

64.0

67.0

合計

302.6

329.3

109.5

325.6

243

266.8

03·6 暴雨

6

70.9

74.7

53.3

39.0

67.0

41.2

7

3.5

5.5

2.0

4.4

11.0

17.2

8

5.7

19.0

0

5.0

0

4.0

9

11.0

26.0

35.3

12.0

1

1

10

11.6

19.0

25.0

59.3

14.0

5.0

11

18.1

15.0

8

22.4

8.0

10.3

12

9.0

8.5

5.0

8.9

43.0

29.4

13

37.9

23.7

89.0

25.3

33.0

22.8

14

14.1

15.7

26.3

26.4

12.0

12.2

15

25.2

52.3

23.5

38.4

35.0

39.0

16

15.0

0

19.0

4.2

0

0

合計

222.0

259.4

286.4

245.3

224.0

182.1

1、03·5 暴雨

從表一及繪制逐日暴雨等值线圖(限於篇幅,這裏只給出兩场暴雨最大1天的雨量等值線圖,見圖二及图三),可以發現“03·5 暴雨自513日開始,主雨區位于汀江一帶;14日雨量增大,主雨區仍位於汀江一帶,但已稍往下遊移動,中心雨量72.0㎜(汀江的上杭站);15日雨區集中在汀江、石屈河、梅江,範圍大,雨量多,降水量超过100㎜的站有15個,中心雨量214.0㎜(梅江的龍虎站);16日主雨區繼續向下遊擴大,暴雨中心維持在汀江、石屈河、梅江、韓江一帶,是03·5”洪水的主峰雨,降水量超過100㎜的站有21個,其中有9個站超過150㎜,100㎜雨量等值線包圍的面積達6800km2,占整個流域集雨面積的22.6%中心雨量243.0㎜(梅江的龍虎站);17日主雨区已移動到韓江下遊,最大點雨量101.0㎜(潮安站)。由此可見,03·5 雨的特點是:(1)主雨區基本穩定。最大1d3d降水的主雨區在汀江、石屈河、梅江一帶;(2)暴雨由小到大、由弱到強及先上遊後下遊。這樣的雨型極為不利,易造成暴涨型洪峰。

圖二:516日韓江流域雨量等值線圖

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

圖三:66日韓江流域雨量等值線圖

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

203·6 暴雨

從逐日雨量等值線圖看,本次暴雨過程可以分為四個階段。第一場暴雨出現在66日,該流域普降大雨到暴雨,籠罩範圍廣,主雨區在韓江上遊,暴雨中心位于汀江、石屈河、五華水一帶,降水量超过50㎜的站有17个,中心雨量92.0㎜(汀江的上杭站)。第二場階段67~9日,雨強減弱,雨區縮小,主要在石屈河、五華水、梅江等地。第三階段10~14日,历時5天,雨強增大,雨區範圍擴大但較第一場雨小,其中10~12日降雨比較均匀,最大1天雨量在13日,中心雨量182.0㎜(五華水的龙母站),就點雨量來說,比6日大但面雨量比6日小。第四階段15~16日,雨區縮小東撤,並往中下遊移動,雨強逐步減弱,最大點雨量72.0㎜(15日三河坝站)。

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三、暴雨比較

雖然這兩次暴雨總量相差不大,但03·5 暴雨雨強大,主雨区基本穩定;而03·6 暴雨歷時長,雨強相對03·5 暴雨弱,主雨區前期縮小中期擴大之後又縮小。

III、洪水

韓江流域控制站潮安水文站洪水水位過程如圖四。

圖四:潮安站56月份水位過程線

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

一、03·5 洪水过程

汀江下遊的溪口水文站17日最大流量1540m3/s,在其上遊十多公裏的的棉花灘水庫在這次洪水共蓄水332百萬立方米,最大入库流量3110m3/s17800)。由於溪口水文站洪峰在1722:30時(1600m3/s),梅江下遊的橫山水文站洪峰出現在同日的22:00時(4760m3/s),兩站與汇合點三河壩距離相差不大,且溪口站離匯合點相對近些,可認為兩江洪峰在三河壩叠加。之后兩站的流量都逐漸減少,15~22日兩站的流量过程線如圖五。潮安站水位自51513時开始起漲,起漲水位7.41m(凍結基面,下同),經過兩次起伏上揚後,171330分水位從8.83m一路上漲,181630分到達峰頂水位13.29m,並於13.28m的水位測得7620m3/s的流量,為近10年來的第4位,最大漲率0.34m/h1721~22時),之後开始退水,至2111時水位9.45m

圖五:15~22日橫山、溪口站流量過程線

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

本次暴雨移动路徑與流域匯流方向基本一致,加之雨強大,雨量集中,洪水來勢猛。由於汀江的棉花灘水庫進行攔蓄水,使得這次洪水主要來自梅江、石屈河。

二、03·6 洪水過程

溪口水文站在88:00的洪峰(流量875 m3/s)過後,流量便一直減少,只在2120:00出現一小高峰(流量587m3/s)。從溪口站的流量過程线可以看出這次汀江的洪水几乎都被棉花灘水庫蓄去了。棉花灘水庫在這次洪水共蓄水268百萬立方米,最大入庫流量1500m3/s。橫山水文站自5日開始流量起伏上升,在1614:00時洪峰出現,流量2110m3/s4~20日两站的流量過程線如圖六。潮安站水位自6613307.09m起漲,經過4次小峰起伏,洪峰出現在179時,水位10.73m,實測流量3280m3/s10.72m),其中11~19日水位維持在9.00m以上。

圖六:4~20日橫山、溪口站流量過程線

韩江流域“03·5”与“03·6”暴雨洪水分析

由於本次暴雨持續了10多天,造成03·6 洪水历時長,起伏多,洪水主要來自梅江。

三、洪水比較

兩次洪水比較如表二、三。

表二:兩次洪水水位涨率統計表

項目

03·5

03·6

起漲水位(m

7.41

7.09

最高水位(m

13.29

10.73

涨水歷時(d

3

11

漲幅(m

5.88

3.64

平均日漲率(m/d

1.96

0.33

最大日漲率(m/d

3.88

1.03                                                                                        

表三:两次洪水各時段最大洪量比較表

時段

03·5

03·6

比值

1d

234m3

97.92m3

2.39

3d

445.68m3

272.16m3

1.64

IV、结語

03·5”洪水雨隨峰走,區間不斷叠加,洪峰水位高,洪水陡漲陡落。“03·6

洪水由歷时10多天的暴雨過程形成,雨區搖摆移動,雨峰多且相互衔接,從而形成這場多峰、持續時間長的洪水過程。由於梅江坡降平緩,形成的橫山洪峰較肥胖,當暴雨雨强大,梅江水為洪水主要來源時,相應潮安站洪峰偏高;而汀江造成的洪峰則反之。兩江相遇由於棉花灘水庫的調蓄作用,使得這兩次洪水下遊峰量減少,可見棉花灘水庫的調蓄情況在韩江的水情預報中也是一大考慮因素。分析比較這兩次暴雨洪水的特性,對今後的防汛工作具有重要的參考價值。

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