劉宏偉
(新疆阿勒泰水文水資源勘測局 新疆 阿勒泰 836500)
由于受站網(wǎng)分布較少的影響,測站在洪峰流量來臨時的短期不可預見性顯現(xiàn)的較為明顯。為進一步提高測站的測驗工作能力,根據(jù)當?shù)氐臍夂蚺c洪峰類型間的特性做一些分析。
喀拉額爾齊斯河是額爾齊斯河流域在我國境內的第三大一級支流,發(fā)源于阿爾泰山南麓,由北向南,匯入額爾齊斯河。其流域最高點海拔高程為3291m,流域平均海拔高程為2300m左右,河水補給主要靠季節(jié)性積雪融水和降水,汛期水量占年水量的71.6%~82.8%。測驗斷面以上集水面積為4802km2,河長139km,平均河道比降0.0136。洪水來源主要是阿勒泰山脈的季節(jié)性積雪消融和5月~7月汛期降水。冬季山區(qū)積雪和汛期降水、氣溫等物理因子對洪峰的形成具有至關重要的影響,8月以后氣溫下降較快,融雪銳減,洪水消退。洪水歷時一般在5d~10d,洪水過程與氣溫的日變化過程相一致,呈一日一峰的變化規(guī)律,而且每日的峰谷都有固定時間。洪水按成因可分為三種類型。
主要為季節(jié)性山區(qū)融雪洪水,開春4月下旬隨氣溫的逐漸回升,中、低山區(qū)積雪消融,形成融雪洪水。融雪洪水峰谷日變化十分有規(guī)律,過程顯得肥胖,峰值低。當山區(qū)積雪厚度一定時,氣溫變化可導致兩種情形:一是氣溫時高時低,洪水也隨之漲落,隨氣溫逐日上升,洪水逐日增大,直到洪峰出現(xiàn)。個別年份雖然山區(qū)積雪很厚,但氣溫日變化大,連續(xù)升降數(shù)次后,洪水過程被拉長,洪峰被削減,情形是氣溫一直不斷上升,每日洪峰回落幅度較少,直到年最大洪峰出現(xiàn),此種情形峰值較大,水量集中,洪水過程相對較短,見圖1。
隨夏季氣溫升高,流域內積雪逐步進入消融期,若該期間流域遭遇降水天氣,這時可能出現(xiàn)兩種情況:一種是冷峰過境降水,先雨后雪,氣溫隨海拔高程增大而下降,使洪峰回落幅度較大,洪水過程延長,不易產生較大洪水;另一種是當山區(qū)冬季積雪較厚的年份,前期受持續(xù)高溫天氣影響后,降雨對積雪的消融起到催化劑的作用,加速山區(qū)積雪的消融,所形成的洪水峰高、量大,匯流時間較快,易造成較大的災害性洪水,這種洪水過程對下游危害最大,見圖2。
這類洪水主要受局部天氣和地形的影響,一般在山區(qū)積雪消融完后的夏季7月~8月上旬間發(fā)生。由于這種暴雨常發(fā)生在中、低山區(qū),降水強度大,歷時短,反映在河流上的洪水過程既尖又窄。因喀拉額爾齊斯河測驗斷面處的集水面積較大,測站以上河長較長,河槽調蓄能力強。因此,此類洪水洪峰不很高、洪量也不大,對下游不形成多大危害,見圖3。
圖1 融雪型洪水過程線
圖2 混合型洪水過程線
圖3 暴雨型洪水過程線
表1 測驗斷面處日平均氣溫與水位表
據(jù)對當?shù)啬撩竦恼{查,牧民牛羊基本在每年的5月15日前后的一個星期內完成轉場。以上三種洪水形式,季節(jié)性融雪型洪水的發(fā)生與牧民牛羊轉場在一個時間段上。所以,探討分析基層測站對季節(jié)性融雪型洪水的預報,是測站職工應該掌握的基本手段。
利用測驗斷面處的氣溫資料來預報未來幾天內洪水發(fā)生的幾率。是根據(jù)洪水沿河長傳播時間與速度在受洪水坦化作用、河床比降變化、河床糙率、河道順直程度等多種因素影響,從而確定洪水的變化的因果關系。當發(fā)生大洪水時多處河段發(fā)生漫灘情況,兩岸灘地及樹木對洪水傳播速度將起到很大的阻礙作用,因此,洪水沿河道向下游推進過程中所受到的各種因素影響也在不斷變化,達到平原區(qū)河道坡度逐漸變緩,推進速度也相應減弱,這也只是根據(jù)以往經(jīng)驗分析的結論。要想得到較準確的洪水傳播時間與速度,必需有上下游站洪水資料的分析結果作為基礎。由于上游無任何洪水資料可供分析,只能借氣溫變化趨勢對未來幾日內洪水進行進行估算見表1、圖4、圖5。將有關資料列表,在生成相應時間與氣溫和水位圖上能夠真實反映氣溫與水位間的關系。
圖4 氣溫變化過程線
圖5 水位變化過程線
由圖1可以看出,高山融雪匯流產生洪峰到達測驗斷面的歷時在23h~26h之間,與一日的時間周期變化基本吻合。根據(jù)計算,冰雪融化到產生徑流,在沿河長139km的河道平均流速在1.49m/s~1.68m/s之間。從上圖4、圖5的氣溫變化過程和水位變化過程來看,分為兩個較完整的過程:第一個變化過程:4月18日氣溫由4.7℃不斷升高至21日的13.8℃,相應的洪峰水位也由7.12m緩慢抬升到7.66m。當溫度持續(xù)到27日最高時,測驗斷面水位也在28日達到一個階段的最高點。4月27日~5月2日,氣溫有一個下降和小幅回升的過程,影響到水位從4月28日開始到5月3日的一個持續(xù)下降的過程。第二個變化過程:5月3日至11日,氣溫又有一個小幅升降,相應的水位也由5月4日開始漲跌過程。
從上面分析的數(shù)據(jù)看出,氣溫與徑流的產生具有因果關系。
在預測洪水時,要考慮多方面因素,結合氣象部門未來幾天內預報的氣象情況,以所處測驗斷面的實測氣溫資料來預測到未來幾日洪峰流量的變化規(guī)律,并將其運用到為當?shù)氐霓r牧民的生產、生活提供幫助的服務于民的理念上?!?/p>
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