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温州市泰顺县2016年“莫兰蒂”台风暴雨洪水分析

2018-10-08潘忠斌陈才明

浙江水利科技 2018年5期
关键词:泰顺县雨量站泰顺

李 琼,潘忠斌,储 媚,陈才明

(温州市水文站,浙江 温州 325000)

1 问题的提出

2016年第14号热带风暴“莫兰蒂”于9月10日14:00在温州市东南偏东方向生成,生成后向西北偏西方向移动,强度逐渐增强,11日14:00加强为强热带风暴,12日2:00加强为台风,12日8:00加强为强台风,12日11:00继续加强为超强台风,中心最低气压925 hPa。于14日23:00减弱为强台风。15日3:05在厦门翔安沿海登陆,登陆时近中心最大风力15级(48 m/s),中心最低气压为945 hPa。“莫兰蒂”台风属于超强台风,风势强,降雨量大,给温州市泰顺县带来非常严重的灾害。本文对该台风暴雨、洪水特性等方面作综合分析,并与历史强台风进行比较[1-7],为温州市今后的防洪减灾工作提供借鉴。

2 区域概述

泰顺县位于浙江省最南端,温州市西南部,为浙南闽东山区,县域总面积1761.5 km2。属亚热带季风气候区,全年季节变化明显,以温和、湿润、多雨为主要气候特征,多年平均降水量2015.0 mm。境内年降水量时空分布不均。一年之中有2个相对雨季,一个是5 — 6月梅雨季节,常有雷阵雨和暴雨甚至大暴雨,降水量占年降水量的25.96%。另一个是8 — 9月台汛期间,常伴有雷暴雨、大暴雨甚至特大暴雨,降水量占年降水量的26.54%。由于山脉走向阻隔,境内形成2个多雨中心,一个是东南部雁荡山南侧峰文、富洋等地,多年平均降水量在2133.7 mm;

另一个是西北部洞宫山脉东南侧乌岩岭、杨寮等地,多年平均降水量在2224.9 mm。泰顺县水域总面积86.6 km2,分属飞云江、交溪、沙埕港、鳌江等4大水系。飞云江、交溪2个水系上河段控制面积1573.5 km2,占总全县面积的89.33%。全县主要支流有三插溪、里光溪、玉溪、仕阳溪、寿泰溪、彭溪等溪流。所有溪流均来自各水系源头,属山涧性溪流。因受地形及气候影响,形成河谷狭窄,支流散漫,河床峻陡,河道比降大,源短湍急,洪水涨落迅速等特点,其中台风暴雨是形成区域大洪水的主要因素。

3 暴雨分析

3.1 暴雨调查

受2016年“莫兰蒂”台风影响,泰顺县从9月14日开始降雨,15日起普降大到暴雨,局部特大暴雨。9月14日8:00至18日8:00泰顺县面平均雨量311.5 mm;夏炉站雨量最大,过程雨量473.5 mm,最大1 h雨量102.0 mm,最大3 h雨量228.5 mm,均超过历史记录,最大1 d雨量341.5 mm;外垟站过程雨量421.0 mm,最大1 h雨量92.5 mm,最大3 h雨量182.5 mm,均超过历史记录,最大1d雨量279.5 mm。泰顺县暴雨中心以夏家山—大雪尖山脉(海拔1150.00 m)为中心,北起泰顺外垟,南至普上垟一带。经分析,该区域平均雨量达389.9 mm,三魁、筱村一带山洪暴发,S331省道多处塌方,S331省道淡竹垟隧道附近路段发生二次泥石流,战州村路段被洪水冲毁,交通中断,三魁溪薛宅桥,筱村文重桥、文兴桥等3座百年古廊桥被冲毁。

3.2 台风暴雨特点

2016年第14号台风“莫兰蒂”于15日3:05在厦门翔安沿海登陆,登陆时中心附近最大风力15级(48 m/s,强台风级)。该台风暴雨具有以下特点:

(1)移动速度缓慢,持续时间长。该台风自形成以后基本上以20 km/h左右的速度向福建沿海移动。台风降水前后持续3 d,降雨开始时间9月14日,最大降雨出现在15日,且主要集中在台风登陆前。

(2)台风结构紧凑,中心气压低,影响范围广。该台风发展强度大,中心附近最大风力有17级以上(70 m/s),中心最低气压900 hPa,七级风圈半径250 ~ 300 km,十级风圈半径120 km,十二级风圈半径80 km,登陆时近中心最大风力15级(48 m/s),中心最低气压945 hPa。

(3)短历时暴雨强度大,多站点超历史记录。该次台风暴雨强度很大,多个站点短历时雨量超过本站观测以来历史记录。夏炉雨量站最大1 h雨量102.0 mm(历史最大87.8 mm),最大3 h雨量228.5 mm(历史最大156.5 mm),最大6 h雨量290.0 mm(历史最大222.5 mm),最大1 h、3 h、6 h雨量均超历史记录,过程雨量达473.5 mm;普上垟雨量站最大1 h雨量105.0 mm,超历史记录(96.5 mm),过程雨量421.0 mm;外垟雨量站最大1 h雨量92.5 mm,最大3 h雨量228.5 mm,其中最大1 h超历史记录(84.6 mm),过程雨量421.0 mm。

(4)降雨时间短,暴雨集中。该台风过程降雨主要发生在9月14 — 15日,且主要集中在15日08:00 — 12:00,其中夏炉雨量站该时段降雨量达288.5 mm,占整个过程雨量61%。“莫兰蒂”台风暴雨主要集中在泰顺县夏家山—大雪尖山脉(海拔1150.00 m)一带,北起泰顺外垟,南至普上垟一带,该区域平均过程雨量达389.9 mm。受强降水影响,下游三魁溪、玉溪山洪暴发,发生超标准洪水,3座百年古廊桥被冲毁,S331省道多处塌方。“莫兰蒂”台风过程雨量等值线见图1。

图1 “莫兰蒂”台风过程雨量等值线图

3.3 暴雨重现期估算

“莫兰蒂”台风带来短历时暴雨雨量历史罕见,其中多个站点最大1 h雨量超历史记录。选取夏炉雨量站为分析参考站,分析其短历时暴雨重现期。最大1 h雨量102.0 mm,重现期50 a一遇;3 h雨量228.5 mm,雨量重现期100 a一遇,均超历史记录;最大24 h雨量378.5 mm接近历史记录(历史最大394.2 mm),近80 a一遇。各站点暴雨重现期见表1。

表1 各站点暴雨重现期表

3.4 与“苏迪罗”“鲇鱼”台风雨量对比分析

近年来,泰顺地区频频遭强台风袭击,特别是2015年“苏迪罗”、2016年“莫兰蒂”“鲇鱼”台风,这3个台风路径、登陆地点十分相似(见图2),均对泰顺县造成较大影响,3个台风短历时暴雨对比分析(见表2)。

由表2可知,“莫兰蒂”台风短历时暴雨量大于“苏迪罗”“鲇鱼”台风,但最大24 h雨量以及过程雨量小于“苏迪罗”“鲇鱼”台风,进一步说明“莫兰蒂”台风暴雨强度非常大。

图2 3个台风路径整合图

表2 “莫兰蒂”“苏迪罗”“鲇鱼”台风时段雨量对照表

4 洪水分析

“莫兰蒂”台风发展完善,云层厚,而且该台风是风前雨,泰顺县于9月14日开始受其外围影响普降大到暴雨,其中夏炉站雨量最大,过程雨量达473.5 mm。由图1可知,“莫兰蒂”台风泰顺区域暴雨中心主要在泰顺外垟,南至普上垟一带。受强暴雨影响,三魁溪、玉溪洪水暴涨,下游三魁镇、筱村镇受灾严重,薛宅桥、文重桥、文兴桥3座古廊桥被冲毁,3人死亡、2人失踪,受灾人口达16.30万人,紧急转移安置人口1.29万人,倒塌房屋17间,直接经济损失8.9635亿元。

4.1 三魁溪洪水分析

三魁溪发源于夏家山村,流域面积85.0 km2,河长12.5 km,平均比降0.0559。薛宅桥位于三魁镇薛内村三魁溪干流上,始建于明正德七年(1512年),但历史上被洪水冲毁多次,现桥建于1856年,距今有160 a历史。受14号台风“莫兰蒂”外围影响,三魁溪水位暴涨,薛宅桥被冲垮,两岸居民房淹没水深2.05 m。洪水过后,选择下游3 km顺直河道,根据洪水痕迹测量上下比降断面,集雨面积81.8 km2。经计算,洪峰流量1890 m3/s,洪峰模式 23.11 m3/(s · km2)。薛宅桥以上集雨面积 55.0 km2,采用水文比拟法,其洪峰流量1270 m3/s,洪峰模式23.11 m3/(s · km2)。

4.2 玉溪洪水分析

玉溪发源于夏家山村,流域面积52.4 km2,河长16.4 km,平均比降0.0735。文重桥位于筱村镇东洋村玉溪干流,始建于清乾隆十年(1745年),现桥建于民国年间。文兴桥位于文重桥下游,始建于清咸丰七年(1857年)。受“莫兰蒂”台风影响飞云江流域上游支流玉溪洪水暴涨,文重桥、文兴桥2座古廊桥被冲毁。玉溪河穿筱村竹园村而过,其集雨面积24.5 km2。选择竹园玉溪顺直河段,根据洪水痕迹测量上下比降断面推算洪水。经计算,洪峰流量490 m3/s,洪峰模式 20.00 m3/(s · km2)。文兴桥、文重桥以上集雨面积分别为36.1,18.6 km2,采用水文比拟法,洪峰模式 20.00 m3/(s · km2),其洪峰流量分别为 722,372 m3/s。

4.3 洪水原因分析

9月15日中午,泰顺县薛宅桥、文重桥、文兴桥3座古廊桥被冲垮,上百年的历史文化遗产瞬间消失,引起网友及社会各界热议,廊桥被冲毁的主要原因有以下几方面:

(1)台风强度大,暴雨集中。“莫兰蒂”台风中心最低气压900 hPa,强度大,发展完善,水气丰富。受台风外围影响,温州泰顺夏家山—大雪尖山脉至外垟等地区,区域内夏炉雨量站、外垟雨量站过程雨量超过400.0 mm,多个短历时暴雨超历史记录。

(2)流域发生超标准暴雨洪水。夏炉雨量站最大3 h 雨量228.5 mm,超历史记录,雨量重现期100 a一遇;最大24 h雨量378.5 mm接近历史记录(历史最大394.2 mm),近80 a一遇。且三魁溪、玉溪属于山区性河流,河源短、落差大,短历时暴雨极易形成大洪水。

(3)流域缺少大型蓄洪水利工程。三魁溪流域面积85.0 km2,流域内只有南山下、金狮小(1)型水库,总库容只有435万m3,削峰、滞洪作用不明显。流域缺少大型水利蓄水、调蓄工程也是造成暴发流域洪水的原因之一。

5 结 语

“莫兰蒂”台风带来的暴雨是罕见的,泰顺县过程面雨量达311.5 mm,是近年来对泰顺影响最大的台风。暴雨中心夏炉、外垟雨量站多个短历时雨量超历史记录,其中夏炉雨量站3 h暴雨达100 a一遇,超过历史记录。超标准暴雨引发流域山洪暴发,另流域缺少调蓄滞洪等水利工程,这是造成薛宅、文重桥、文兴桥等古廊桥被冲毁的主要原因。通过对“莫兰蒂”台风暴雨洪水分析,掌握其暴雨、洪水、形成条件和变化规律,为今后泰顺地区防范小流域洪灾提供宝贵经验。

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