淮河之源暴雨形成机制及防洪对策|淮河

  摘要 介绍了淮河之源即桐柏县暴雨形成的地形及气候因素,总结了其洪涝特征及整治措施,提出了桐柏县防洪对策,以期为淮河流域的防洪减灾工作提供参考。   关键词 淮河之源;暴雨;形成机制;洪涝特征;防洪对策
  中图分类号 TV87 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)03-0065-02
  淮河是中国第三大河流,是淮域儿女的母亲河,古称“四渎”之一。淮河发源于桐柏山主峰太白顶,由58条溪流汇聚而成。桐柏县境内淮河干流全长83 km,流域面积1 320 km2,流域内水域土滩占10%,小平原占20%,山区、丘陵占70%以上,流域多年平均降雨量为1 168 mm,降雨年际变化大,时空分布不均。本文结合桐柏县的地形地势、暴雨天气特征、水文气象、植被状况、土壤地质等因素以及水利工程现状及对策等方面进行分析概述[1-2],以期达到防洪减灾、人水和谐共处、合理利用水资源的目的。
  1 暴雨形成机制
  桐柏县位于南阳市东南部,海拔为80~1 000 m,自南阳市的邓州往东,地势逐渐增高。由于地面的抬升作用,在偏南或西南气流影响下,降水增大。桐柏县西部是向西扩开的喇叭口,由于狭管效应,此处降水加强,是桐柏县的一个暴雨中心,位于县境南部的月河,南邻1 000 m以上的山脉,由于山脉的抬升作用迎风坡降水量加大,该处暴雨、特大暴雨次数和雨量,均为全县之冠。
  1.1 地形影响
  1.1.1 地势对暴雨的影响。对1971―2000年30年唐河、邓州、桐柏、新野4站≥50 mm的暴雨过程进行统计,结果表明,同一日的降水量基本呈自西向东增加的趋势。6月共有43次暴雨过程,其中有34次降雨量是呈自西向东逐渐增加的趋势,占暴雨总次数的79%;7月暴雨自西向东增大的次数为32次,占总次数的78%;8月为35次,占总次数的85%,6月、7月、8月的平均概率为81%。南阳自西向东海拔逐渐增加,西来降雨系统自西向东移动的过程中经历了一个爬坡过程,受地形抬升作用的影响,系统在东移过程中降水逐渐增强。
  1.1.2 喇叭口状地形对暴雨的影响。桐柏县地势特征是:东西低,南北高,中部山地、丘陵、平原交错,西部为向南阳盆地逐渐扩开的喇叭口。县境内山脉自二郎山、新集、程湾分2支延伸,一条位于在县境以北的二郎山、黄岗、朱庄到回龙一线,和驻马店地区的泌阳、确山交界;另一条在豫鄂交界的桐柏县城到月河镇一线。暴雨的多发地带之一是桐柏县西部喇叭口区,对1990―2005年降水资料中≥50 mm的降水过程进行统计发现,暴雨多发带共有3处,县境西部喇叭口处的平氏、安棚出现48次,县境北部的朱庄、大河等乡镇出现51次,县境东南部的桐柏站出现63次。县境淮源镇以西的降雨都流入汉水,淮源镇以东的降水都流入淮水,淮源镇是汉水和淮水的分界线,也是分水岭。受狭管效应的影响,降水系统经过喇叭口地形时,不但低层风速加大,而且上升运动加强,致使降水增强,因此成为该县暴雨多发带之一。
  1.1.3 北部和东南部多暴雨的原因。县境北部是山脉,在偏西气流影响下,由于山脉的摩擦作用,靠近山脉的偏西风减小,在水平方向上产生风速切变,并形成低压环流,加速了县境北部的上升运动,受西来系统影响时,县境北部的大河、朱庄和县境西部的喇叭口处易出现暴雨;系统翻越桐柏山时,位于县境东南部的本站易出现暴雨。县境南部也为山脉,在偏北气流影响下,气流被迫沿山坡上升,降水量随海拔高度增高而增大。
  1.2 形成暴雨的天气气候特征
  地面形势在8:00、14:00地面图上,桐柏站处于西南暖倒槽,或入海高压后部,预计将有冷空气影响。在8:00的850 hPa图上,桐柏站处于西南倒槽气旋性弯曲最大处,江淮地区(东经105°~115°,北纬30°~33°),有东西向切变线存在,并且在桂林、贵阳、芷江、长沙、宜昌、汉口、南昌、南京、阜阳等站有≥12 m/s偏南急流区相配合。在8:00的700 hPa图上,东经105°~113°,北纬30°~34°区域有东西向切变线存在(或西南涡),并且在桂林、贵阳、芷江、长沙、宜昌、汉口、南昌、南京、阜阳等站有12 m/s急流区存在。在8:00的500 hPa图上,在东经100°~110°,北纬27°~40°区域内有西风槽或南支波动东移影响。
  暴雨是桐柏县的主要灾害性天气之一,据30年气象资料统计共发生暴雨125次,平均每年4.2次,其中暴雨占总数的77.8%,大暴雨占15.7%,特大暴雨占6.5%,主要集中在6―8月。该县暴雨移动方向有3个,从西北移向东南,从西南移向东北,从东北移向西南,特大暴雨在桐柏有10年一迁的规律,全县在1955年、1966年、1975年、1986年、1989年、2006年都发生了特大暴雨。
  暴雨多发生在6―8月,洪水也多发生在6―8月。致洪暴雨与西太平洋副高密切相关,副高的脊线、位置、形状、稳定时间不同,形成的致洪暴雨也不同,持续阴雨相伴的致洪暴雨天气一般与江淮梅雨期多雨的天气形势相一致。此时500 hPa为稳定的纬向环流,西太平洋副热带高压强盛的年份,雨带快速北移,而副高偏南偏弱的年份,与北方带来干冷气流的蒙古高压交锋频繁,暴雨频繁,有时强台风登陆,也会造成较大的洪涝,同时造成山体滑坡,泥石流等次生自然灾害。
  2 桐柏县洪涝特征及整治措施
  淮河上游的防汛抗洪工作必须常抓不懈,水利工程的配套建设需进一步加强,汛期的洪水调度必须集中统一。洪涝灾害频繁发生是淮河之源的主要灾害性天气之一,春涝(一般发生在4月中下旬)和初夏涝(6月下旬)不太突出,主要是夏季暴雨引起的山洪涝灾(一般发生在7月上中旬,如1975年、1986年、1998年、2002年)和秋季(一般发生在9月,如1974年、1983年、1997年、2003年)连阴雨引起的涝灾。桐柏山洪灾害由于受地形影响,具有巨大的冲击力,山洪暴发时,破坏坝库、河堤、交通线和其他建筑物;携带大量物质在沟口和开阔地段堆积,致使河床抬高,形成“地上河”、沙压田,山洪一泻而空,也同时增加干旱威胁。
  2.1 洪涝灾害成因
  洪涝灾害是淮河流域的地形地势、水文气象、土壤地质等自然因素和森林状况、水土状况等人为因素以及水利工程现状等综合作用的结果。
  2.1.1 汛期历史短,强度大,暴雨所产生的地面径流是形成山洪的主要因素,暴雨范围小,成因快,突发性强,破坏性大,山洪灾害成为桐柏防汛工作的重点和难点。
  2.1.2 地形地貌是形成山洪的主要条件。由于山体的植被稀少,坡度大,坡面截流能力差,暴雨发生后,降雨强度远远大于土壤入渗速度,雨水来不及入渗,迅速形成大量径流;加之河道源短沟陡,汇水区域大,调蓄能力小,汇流很快成为山洪,峰高量大,陡涨陡落,历时短暂,但是破坏性较大。淮河属山区河流,上下游比降过渡突然,河道弯曲,水流湍急,河势不稳定,两岸冲刷严重,塌岸频繁,也导致河道洪水泛滥的程度和概率很高。
  2.1.3 水保措施差。人为破坏山体天然覆盖植被也是形成山洪的主要因素之一,一些单位和个人对水土流失危害性认识不足,在开发建设过程中任意破坏地貌植被,使得岩石裸露,植被减少,造成严重的人为水土流失,特别是近年来的铁矿、金矿等矿产资源大规模的露天开采及违法建房过程中的破坏现象更为严重。同时,河道设障、围坝建房、缩窄河床,降低行洪能力,洪水不能宣泄也是形成山洪的一个成因。
  2.2 防洪对策
  2.2.1 河道整治工程。依据天然河道演变规律及防洪供水等方面的要求,统一河道整治工程[3],对于凹岸冲刷严重、部分河道弯曲、塌岸淤积现象时常发生的淮河、龙潭河及西小河的汇水渠采取截弯取直、淤积疏浚等措施,以达到增大水面比降、稳定河势、护滩保堤、提高河道泄洪能力的目的。
  2.2.2 水库工程。水库可起到调蓄洪水、削减洪峰和减轻水库下游地区的防洪压力等作用,因此应修建水库,以有效控制洪水。桐柏县共修建3座水库:一是水帘水库,位于流经城区的西小河上,总库容160万m3;二是龙潭河水库,位于龙潭河上,总库容1 453万m3;三是在西小河、龙潭河与淮河交叉口下游200 m处先后兴建了5座橡胶坝。目前,桐柏县正在兴建通信预警系统,已初步建立了一套基本适应防汛需要的水情信息系统,同时加强防洪治涝预案(包括暴雨防御对策和措施,撤退、转移、安置方案,救灾、抢险组织,不同量级洪水、防汛治涝)的建设。
  2.2.3 堤防工程。在无无堤防的河道上新修堤防或修复不完整的堤防护堤,加高培厚,采用抛石护脚[4]、桩柱护脚等措施除险加固护岸基础已被掏空破坏的河道。
  3 桐柏县防洪建议
  淮源儿女继承和弘扬了治淮、爱淮、护淮的优良传统,着力实施保护母亲河行动,淮河源头生态保护和综合治理工作取得了显著成绩。治理“四荒”面积达3.33万hm2,治理水土流失面积387 km2,年减少水土流失160万t,保水能力增加2 200万m3。目前,全县森林覆盖率达到51.3%,取得了可喜的成绩。为了进一步提高淮河之源整体防洪能力和防洪管理水平,提出以下建议。
  3.1 完善防洪工程措施
  作为防洪减灾的主要调控手段,工程体系的完善仍然是重中之重。统筹规划、蓄泄兼顾。采取修堤和河道整治、兴建水库等措施,并辅以分(蓄)洪措施,合理安排洪水出路,扩大河槽的行洪能力。合理开发水资源,杜绝水资源浪费现象,实行保护性和持续性的开源节流措施。采用新型的、现代的生态护坡、护堤措施,改善水环境,加强生态环境的建设。做好水土保持和小流域治理工作,采取工程、生物等一系列的水土保持措施,采取修建谷坊、河坝、分水渠、恢复植被、退耕还林还草等措施,有效地减少坡面坡度,分散坡面径流,减缓径流流速,增大入渗率,延长汇流时间,拦蓄泥沙,从而达到削减山洪的目的。对易发生险情地段,采取山前分洪措施,分散水势,减轻下游洪水压力,同时化害为利,因洪淤地。
  3.2 树立新的防洪观念
  尽快扭转治水思路,转变观念,将洪水变成财富和资源优势,在考虑防洪减灾的同时,也应充分利用雨洪资源,结合防洪排涝,增加蓄水工程。形成可持续发展水利的思路,重视生态建设,保证大自然的生态平衡。在加强各项防洪工程措施建设的同时,必须同步建设和完善以通信设施、洪水预报与调度、洪水预警设施气象测报设施和水雨情测报设施为主体的防洪决策支持[5-6]。气象部门应进一步提高暴雨短期预报的准确性,充分利用乡镇自动雨量站为防汛部门提供水情、雨情信息,加强对雨情的关注,提高预测预警的时效和精度,扎实有效解决气象信息传播“最后一公里”的问题,气象部门的工作任重而道远。
  4 参考文献
  [1] 吴兑,邓雪娇.环境气象学与特种气象预报[M].北京:气象出版社,2001.
  [2] 朱瑞兆,谭冠日,王石立.应用气候学概论[M].北京:气象出版社,2005.
  [3] 杨丽萍.关于水利综合中防洪规划的对策[J].农民致富之友,2011(10):72.
  [4] 赖福梁.堤路结合在泉州金塔防洪堤的应用[J].城市道桥与防洪,2011(10):63-65.
  [5] 王治华,郭兆成,杜明亮,等.基于数字滑坡技术的暴雨滑坡、泥石流预警、监测模型研究[J].地学前缘,2011,18(5):303-309.
  [6] 苏超,方崇,麻荣永.TOPSIS模型在城市防洪体系综合评价中的应用[J].人民长江,2011,42(21):7-10.

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