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新疆和田河不同峰量级洪水成灾差异分析

2022-04-07谢源源

地下水 2022年6期
关键词:洪量洪峰流量喀什

谢源源

(新疆水文局水文实验站,新疆 乌鲁木齐 830000)

0 引言

(1)天山网在2010年8月18日发文:受高温和持续降雨天气影响,新疆和田河出现有水文记录以来的特大洪水,造成下游阿拉尔垦区直接经济损失1.57亿元。

(2)中国新闻网乌鲁木齐2015年8月7日电,据和田地区防办消息,喀拉喀什河发生1 480 m/s3特大洪水(说明:该量值是喀拉喀什河托满水文测验断面的实测流量,后经过水文资料整编最终结果为1 470 m/s3,对该值进行洪水演算到下游的乌鲁瓦提水文测验断面是1 640 m/s3),洪水灾害致使各县(市)120余个水利基础设施不同程度受损。

通过上述两场洪水发生的时间来看:2010年和田河两大支流控制断面发生最大洪峰流量分别为1 150 m3/s和1 241 m3/s;2015年和田河两大支流控制断面发生最大洪峰流量分别为1 400 m3/s和1 640 m3/s。相对比2015年的洪水峰值最大,成灾严重。

1 河流概况

和田河古称于阗河,由东支玉龙喀什河与西支喀拉喀什河在黑玉县喀瓦克乡麻雪特村下游汇集后,穿过塔克拉玛干西部沙漠,于阿拉尔市的肖夹克汇入塔里木河[1]。和田河干流长319 km,河水主要进入和田市、和田县、墨玉县、洛浦县灌区。喀拉喀什河与玉龙喀什河从河源至汇合口(东经83°33′、北纬38°05′),分别长808 km和630 km,流域面积约26 600 km2和19 800 km2。

1.1 喀拉喀什河

河流发源于喀喇昆仑东部山区、昆仑山北西段北坡山区,流域内共发育有冰川1987休,冰川面积约2 160 km2,主要由南支、和西支组成,流经和田、皮山、墨玉县。

喀拉喀什河自上而下顺序设立:两个国家基本水文站托满站、乌鲁瓦提站,两个塔里木河治理建设水文站喀拉喀什河渠首站和吐孜鲁克站。本次仅分析托满站和乌鲁瓦提站的实测洪水资料。

1994年于山区设立托满水文站,集水面积18 280 km2(水文站以上)。作为乌鲁瓦提水利枢纽专用站仅在5-9月观测,该站属汛期站,观测至今;乌鲁瓦提水文站自1956年11月设立并观测至今。喀拉喀什河天然落差4 001 m,集水面积19 983 km2(乌鲁瓦提水文站以上),年内径流量七月份最大,占比28.3%。流域内冰川较分散,年冰川融水量约11.85亿 m3占比达55.1%左右[2-3](兰州冰川冻土研究所成果)。

橄榄玄武岩平面上呈条带状展布,剖面上呈似层状,侵位于寒武纪长清群朱砂洞组及馒头组。岩石新鲜面土黄色—灰黄色,略带绿色色调,具斑状结构,块状构造。岩石由斑晶、基质组成,斑晶由橄榄石假象、单斜辉石、角闪石、黑云母组成,粒径一般0.3~3mm不等,杂乱分布,橄榄石呈半自形柱粒状,少数呈两端尖锐的六边形,被皂石及少量碳酸盐、硅质交代,呈假象,部分隐约可见横向裂纹;单斜辉石呈半自形柱粒状,少部分呈近方形的八边形,沿边缘少皂石化、碳酸盐化,常见2组近直交解理;角闪石红褐色、黄褐色,半自形柱粒状,常见熔蚀结构,部分可见两组近菱形解理,夹角约56°;黑云母红棕色,叶片状,多被细小黑云母置换呈假象。

1.2 玉龙喀什河

发源于昆仑山北坡的东支源流玉龙喀什河,由东西两支汇合而成,南北流向,经于田县、策勒县、和田县、和田市、洛浦县后与左邻喀拉喀什河汇合。集水面积14 575 km2(通古孜洛克水文站以上)。

自上而下设立水文站四处,其中国家基本水文站黑山站、同古孜洛克站两个是、玉龙喀什河渠首站和艾格利亚站是塔里木河治理所建水文站[4]。本次分析以出山口处的同古孜洛克水文站实测洪水资料系列进行分析。

同古孜洛克水文站自1957年设立并观测至今。根据实测资料分析,8月份为径流量最大月,占年径流量的33.7%。玉龙喀什河源冰川发育相对集中且量大。玉龙喀什河天然落差3 380 m,集水面积14 575 km2(同古孜洛克水文站以上)。

2 和田河洪水

通过对两大支流历年洪水系列资料筛查,摘录出1961、1978、1999、2010和2015年的洪水测验成果,见表2、表3所示。

2.1 洪水分析

洪峰流量:在对和田河两大支流出山口处水文站控制断面实测年最大洪峰流量的统计分析中,2015年两河年最大洪峰流量合计为3 043 m3/s,比第二位1999年的2 629 m3/s大414 m3/s,其差异显著;其他入选年份的洪峰流量相差不大,排位1978年、2010年、1961年。

场次洪量:针对一日、三日、七日、十五日的洪量计算,两河合计排位1978第一大,其次是2010年、2015年、1961年、1999年。

上述统计说明,和田河的洪水峰值与洪量是不相应的。本文着重分析近期出现的有较详细洪灾灾情报道的2015年发生的历年实测最大洪峰流量和第三大洪量以及2010年出现的历年实测第二大洪量来论述。

2010年大洪水:冰川融雪是该河水量补给源之一,随着气温升高冰川融水量呈增加趋势,7月中旬增幅明显,而7月末连续几天流域内出现大范围降水,与冰川融水叠加后产生流域性大洪水,河道水量大幅增加[2],期间的高空气温呈一日高于一日,对高山区冰川消融效果明显,加之大范围降水,7月30日和田河发生了有实测水文资料以来第2大洪量及4大洪峰流量,分别为17.35亿 m3及2 390 m3/s。

2015年和田河洪水:从入汛以来的7月14日和田河两大支流径流量呈变大状况,7月22日河道来水量具有显著增加,7月27日到8月7日为2015年最大洪水由小到大再减小的过程,统计15 d的洪峰流量为16.50亿 m3,是多年均值的36.1%,仅7月31日的洪峰流量为1.392亿 m3,是多年均值的3.0%之多。

托满站2010年7月30日2时洪峰流量1 110 m3/s(计算到乌鲁瓦提站是1 241 m3/s),3时洪峰流量实测值1 470 m3/s,该场次洪水自1959年设站至2010年实测最大,根据上下游水文站洪峰流量相关分析及洪水传播规律[5],该场次洪水经4 h到达乌鲁瓦提站测验断面洪峰达1 640 m3/s。

玉龙喀什河同古孜洛克水文站在7月31日6时发生1 283 m3/s的实测年最大洪峰流量,经过水文资料整编后更正为1 400 m3/s的历史实测第2大洪峰流量,他比历史实测第一大洪峰流量1 460 m3/s略少60 m3/s,属同一量级的洪水;将两河在出山口处的年最大洪峰流量统计计算是3 043 m3/s,该量值为和田河历年实测最大的洪水。

2.2 洪水成因

和田河流域径流量主要补给来源主要为高山区冰川消融及降水,春季到来天气转暖,山区积雪融化发生,随着气温不断上升融冰雪洪水随之而来,夏季暴雨洪水多发,两种类型洪水叠加极易发生大洪水,而特大洪水的发生均由多种气象、下垫面条件等多种因素综合作用[2]。

2.2.1 天气系统

2010年6月上旬高空天气过程是,区域500 hpa高空温度呈上升趋势,7月25日07时和19时500 hpa高空温度分别达正的2.4℃,0.2℃,日平均气温1.3℃,因受到山区降水致使高空气温有所下降;0 ℃层高度自7月23日再一次上到5 000 m以上高度到8月18日下午19时0 ℃层高度落到5 000 m之下,此阶段0 ℃层高度保持在5 000 m以上的持续时间长达27 d,期间0 ℃层高度超过6 000 m以上有两天,为8月5日和6日(0 ℃层高度最高为6 431 m),在高空温度的峰形上表现的及其厚实,由此说明本区域积温达到了较高的程度,为加速高山区冰川的大量融水提供了十分有利的条件。

和田地区气象局统计计算2015年7月高空天气过程,7月13日至8月8日0℃层都在5 000 m以上,23-29日在此期间,受西太平洋暖湿高压的控制和影响范围大[2],天气情势主要在和田地区自东向西的于田县、策勒县、洛浦县、和田县、墨玉县高温天气达27 d,出现了最高气温达历史极值的罕见现象,7月24日和田气象局观测到有记录以来最热高温天气,地面气温达42.1℃;日均0 ℃层高度5 833 m。

2.2.2 降水过程

2010年6月3 日7月31日中昆仑山北坡大范围降水天气过程经过高山区和平原区,玉龙喀什河上游黑山站自7月27日连续7日降水达18.3 mm[5],降水范围较大,汛期河流来水量大,造成了汛前在流域的中高山区以固态水(积雪)形式储存,汛中在高空气温的迅速升高作用下,中高山区的冰雪得以快速消融并与中低山区液态降水一同叠加汇入河道,为河川径流量源源不断提供了充分的物质条件。

2015年7月降水:据和田气象局“重要气象情报”,7月末(29日)开始受西太平洋暖湿高压的影响持续增强,和田河流域中部山区出现了对流云;7月30日黑山站观测到日降水26.3 mm达暴雨量级,托满站也观测有降水量,而同一区域浅山区其它站点没有阴雨发生天气,说明7月30日的降水仅在和田河流域山区。

3 结语

两次特大洪水成因相同点:(1)在夏季高气温基础上,地面、高空持续升温急骤,致使融冰雪大洪

水发生;(2)浅山区强降水形成大洪水;不同之处:(1)2015年属极端高温天气,其过程持续时间长,影响明显大于其他年份,形成了历年实测最大洪峰流量,并造成和田地区灾情比较严重的状况;(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的和田河岔道出现溃决,灾情影响到和田河下游的阿拉尔市。成因之一是洪水洪量量级位居历史第二位(仅次于1978年特大洪水),其二是该量级洪水已有32 a未出现,造成溃决处堤坝防洪能力降低;(3)2015年大洪水期间的场次洪量小于2010年,对和田河下游的波及和影响不大。

通过分析说明,影响流域大洪水主要素是极端的气象条件,高空温度持续上升产生融冰雪洪水,强降水天气的过程,致使洪峰量级更大,是两次洪水灾情突出的共同条件和直接影响因素。

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