程 翀，党喜成

（甘肃省平凉水文站,甘肃 平凉 744000）

分析中小流域局地暴雨洪水特性,对加强暴雨洪水预警预报,提高山洪灾害防御能力,保障人民生命财产安全具有重要意[1]。2021 年10 月3 日3 时至6 日14 时,甘肃东部及陕北、关中地区发生了秋末大雨到暴雨的降水过程,其中泾河支流达溪河流域发生了秋末罕见暴雨。流域上中游的杜家川雨量站次降水量达到239.2 mm,灵台站次降水量达190.4 mm。致使达溪河灵台水文站发生建站以来次大洪水,属历史同期最大秋汛洪水,冲毁部分河段堤防工程和涉河相关设施,造成严重经济损失。根据实测暴雨和洪水资料分析其特性,以供河道综合治理和涉河工程建设借鉴。

1 流域自然特征

达溪河是泾河水系黑河右岸的一级支流,发源于陕西省陇县北部龙山山脉的白石里,流经甘肃省崇信县、灵台县和陕西省长武县,在长武县枣园乡河川口汇入黑河。河源海拔高程约1440 m,河流全长126.8 km,总流域面积2537 km2,河道平均比降5.5‰,总落差520 m。达溪河流域地处陇东黄土高原南缘,属黄土高原沟壑区,地势西北高、东南低。河道南岸为阴湿山区,降雨充足,气候湿润,森林覆盖率高达35%,河道北岸日照充足,相对干燥。

达溪河流域属亚热带半干旱季风气候区,多年平均气温8.6℃,最高气温35.8℃,最低气温-23.2℃。多年平均降水量562 mm,降雨年内分布不均匀,主要集中在主汛期（7、8、9 三个月）,降水量占全年降水量的55.5%,水面蒸发量1080.5 mm。达溪河全流域多年平均流量为4.85 m3/s,多年平均径流量为1.73 亿m3,多年平均输沙量为866 万t。

2 气象成因

2021 年8 月下旬至10 月中旬,受短波槽东移南下和副热带高压异常偏强、偏西共同影响,甘肃东部及陕北、关中地区（泾渭河流域）普降中到大雨,局部发生暴雨。次降雨历时长（83 h）,强度大（最大34.4 mm/h）,暴雨形成的主要原因：①陇东地区（平凉、庆阳、天水）在副热带高压的边缘,容易出现强对流天气；②受短波槽东移南下及冷空气在副热带高压的外围持续时间较长,水汽充足等影响。

3 暴雨特性分析

3.1 暴雨过程与分布特征

对达溪河“2021.10”洪水降雨过程分析[2],据达溪河流域及相邻流域雨量站监测的本次降雨记录过程显示,降雨从流域上游开始向下游移动（自西向东）,与达溪河流向一致。从10 月3 日3 时起,流域上游的杜家川、杨新庄雨量站开始降雨,至10 月6 日10 时结束,历时79 h,累积降雨量分别为239.2 mm、224.4 mm,其中降雨强度最大的时段为3 日3 时～15 时,降雨强度分别为13.1 mm/h、11.7 mm/h。流域中下游的灵台站从10 月3 日4 时开始降雨,至10 月6 日11 时结束,历时79 h,累积降雨量为190.4 mm,其中降雨强度最大时段为3 日4 时～15 时,11 h 累积降雨量132.6 mm,该时段平均降雨强度为12.1 mm/h；之后的68 h 多为小雨或中雨。达溪河流域本次暴雨时段（6 h）平均降雨量过程柱状图见图1。

图1 “2021.10”达溪河流域平均降雨量过程柱状图

3.2 暴雨特性

本次暴雨系泾渭河流域少见秋末长历时暴雨,降雨历时长,主雨时段强度大,加之9 月份前期降雨较多的影响,流域坡面土壤含水率高,遇有暴雨易于产流形成洪水灾害。其暴雨特性主要有：①达溪河流域秋末罕见暴雨,流域平均降雨量达218.0 mm；②2021 年流域平均降水量达到1001.5 mm,比多年平均降水量增加了439.5 mm,增加78.4%；③2021 年9 月、10 月两月流域平均降水量524.3mm,比多年平均（135.1 mm）增加389.2 mm,增加了近3 倍；④流域内30 天（2021.9.15～10.15）平均降水量476.5 mm,占全年降水量的47.6%,见表1。

表1 2021 年达溪河流域雨量站降水量比多年平均降水量增加对照表

4 洪水特性分析

4.1 水文监测站布设与特征

达溪河流域从上游至下游设立有百里、灵台、张家沟3个水文站。流域最上游于1975 年1 月设立百里站,流域面积817 km2,监测至1992 年后停测,资料系列18 年,实测最大流量139 m3/s（1981 年8 月21 日）。流域设立水文站最早（1966年）的是张家沟站,流域面积2485 km2,监测至1988 年后停测,资料系列23 年,实测最大流量1010 m3/s（1978 年7 月21 日）。流域中游于1993 年1 月设立灵台站,流域面积1502 km2,监测至今正常监测,已积累资料系列30 年,实测最大流量834 m3/s（2010 年7 月23 日）,2021 年10 月3 日实测最大流量533 m3/s,达溪河流域水文监测站基本情况统计见表2。

表2 达溪河流域水文监测站基本情况表

4.2 洪水过程

对达溪河灵台水文站“2021.10”实测洪水过程[3]分析,涨水历时11 h（3 日7:30～18:30）,流量从20.8 m3/s 涨至峰顶533 m3/s,峰顶持续1.5 h（3 日18∶30～20∶00）,经324 h（3 日20∶00～17 日8∶00）流量从533 m3/s 回落至20.2 m3/s。洪水过程表现出涨水历时短,峰顶持续时间更短,落水缓慢历时长,见图2。从灵台站实测的5 次（4 月1 日、9 月23 日、10 月3 日、10 月4 日、10 月23 日）基本断面冲淤变化情况看,河道横断面两岸稳定,没有变化,主河槽有冲刷,但冲刷不大,各垂线均小于0.3 m,表明该河段和断面控制良好,基本断面稳定。

图2 “2021.10”达溪河灵台水文站实测洪水过程图

4.3 洪水特性

“2021.10”达溪河灵台站发生最大洪峰流量533 m3/s,为建站以来第二大流量,仅次于2010 年实测的834 m3/s,接近于该站二十年一遇洪水。灵台站近30 年实测平均流量为1.82 m3/s,平均年径流量为0.5748 亿m3；2021 年实测平均流量为8.10 m3/s,年径流量为2.554亿m3,为多年平均值的4.5倍。实测“2021.10”达溪河灵台站、泾河干流张家山站、渭河干流咸阳站同场洪水与其历史大洪水（1954 年、1933 年）均具有同步性。“2021.10” 泾渭河干流洪水与历史大洪水对比,见表3。

表3 “2021.10”泾渭河干流洪水与历史大洪水对比表

5 结论

“2021.10”达溪河流域暴雨洪水属该流域历史同期最大秋汛洪水,系泾渭流域大范围普遍暴雨洪水。其主要特性如下：

（1）达溪河流域发生秋末罕见暴雨,流域内点暴雨量239.2 mm,属大暴雨等级。

（2）该场暴雨历时长、范围广,为泾渭河流域普遍暴雨。达溪河流域平均降雨量达到218.0 mm；前期降雨多,流域坡面含水率高,易于产流形成洪水。2021 年9 月、10 月两月流域平均降水量524.3 mm,比多年平均降雨量（135.1 mm）增加389.2 mm,增加了近3 倍。

（3）本次洪水属达溪河历史同期最大秋汛洪水,洪峰流量533 m3/s,重现期接近20 年一遇。

（4）洪水过程涨水快（11 h）,落水慢（324 h）,整个洪水过程长达14 天,显示出干旱半干旱地区中小河流秋汛洪水的特性。