湖北通城县“2011.6.10”暴雨洪水事件分析思考
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摘要：为科学防御暴雨洪水自然灾害，最大限度地减少人民生命财产损失，以湖北通城县“2011.6.10”暴雨为研究对象，分析了暴雨洪水特性，计算了暴雨洪水重现期，论证了洪水水位流量的非一致性及其影响因素，同时提出了应对暴雨洪水的措施。研究表明，此次灾害形成的主要原因为暴雨强度大、总量大，洪水重现期长，城区河段河道行洪断面压缩，水工建筑物阻水，导致洪峰水位抬高，加重了灾害损失。
关键词：暴雨洪水;重现期;洪水非一致性;湖北通城
中图法分类号：TVl22.1
文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.05.005
通城县位于湖北省东南部，湘鄂赣3省交界处，是咸宁、岳阳、九江金三角中心交汇点。通城属亚热带季风性湿润气候，是湖北的暴雨中心之一。2011年6月10日01：00-06：00，通城经历了7个月特大旱灾之后，突遭特大暴雨洪水袭击，强降雨触发山洪、山体滑坡、泥石流，导致城关一片汪洋，山区农村上千座房屋倒塌，通信、供电、交通一度中断，主要工业企业停产，商店停业，学校停课。通城县启动了防汛一级应急响应。此次暴雨洪水导致23人死亡，10人失踪，100余人受伤，6万居民被困，全县38万人受灾，受灾农田占全县农田总面积的83%，直接经济损失超过13亿元。通城“2011.6.10”暴雨洪水灾害损失为有实测资料记录以来最严重的一次。随着资料的收集积累及不断深入分析研究，对暴雨洪水灾害进行了反思，以汲取有益的经验教训。
1流域概况
隽水位于陆水干流上游，发源于幕阜山麓通城县潭下界头义方冲，流经通城县城区，经崇阳县境入陆水水库。通城县城以上流域呈扇形，山峦起伏，群峰叠嶂，有大小山岭30余座，山体面积占60.5%，丘陵占23.0%，平畈面积占16.5%。流域最高主峰白旗坳山峰海拔957m，至水文站断面最大落差达867m。流域地质绝大部分属花岗岩，占流域面积的89.2%，粘土面积占10.3%，接角片岩花岩带面积占0.5%。流域内植被情况较好，主要为松树、杉杂木林。森林面积占流域面积的56.5%，水田占14.8%，旱地占6.0%，荒山占10.4%。隽水属山溪性河流，洪水暴涨暴落。
1958年6月，湖北省水文部门在隽水通城县城关设立通城水文站，集水面积224km2，为鄂南山区山溪性区域代表站，收集系列水文资料至今。通城站测验项目有水位、流量、降水量、蒸发量及水质，为陆水水库调度运用和通城、崇阳两县防洪抗旱提供水雨情报及预报工作。上游设有百丈潭（水库）、施家塅、琉璃坳3个基本雨量站，雨量全部自动采集、传输，其中百丈潭水库建有库水位自动监测系统。根据监测资料统计，流域多年平均降水量1620mm，通城站多年平均径流量1.905亿m3。
通城水文站以上流域共修建百丈潭中型水库1座，神龙坪、杨泗庙、尖山、夏江源等小（一）型水库4座，团林等小（二）型水库13座。水库集水面积83.3km2，占站以上流域面积的37.2%;总库容2 462万m3，占多年平均径流量的12.9%。
隽水通城城区河段已建跨河桥梁8座，其中6座跨越隽水干流。为改善城市景观，有关部门在通城站断面下游1.5km处建有1座拦河坝，堰顶高程为88.83m，翻板高度为3m，设计翻坝水位为92.30m，当水位达到92.30m时，翻板将自动开启，下泄洪水。通城站流域及水文站网见图l。
2暴雨
2.1暴雨实况
受副热带高压稳定少动影响，2010年10月中旬以来，通城地区气候异常，出现了历史上少有的旱灾，工农业生产和人民生活用水告急，堰塘干涸，部分水库水位消落至死水位。如上游百丈潭中型水库（集水面积21.5km2）2011年6月10日03：00水位为418.47m，比正常蓄水位低17.53m。即使历经6月10日暴雨洪水，水库拦蓄洪水321.5万m3，库水位上涨8.01m，6月12日24：00水库水位蓄至426.48m，仍比开敞式溢洪道的堰顶高程（436m）低9.52 m。
2011年6月10日，受副热带高压、北方冷空气和地形共同影响，通城一带发生罕见的暴雨，水文站及以上3个雨量站降水量均达到特大暴雨级别，形成罕见的旱涝急转态势。9～10日2d过程面雨量达272.5mm。根据监测资料分析，暴雨走向基本上从下游向上游移动，6月10日通城站最大降雨强度出现在01：00～02：00，琉璃坳站出现在02：00～03：00，施家塅、百丈潭两站出现在04：00～05：00。从表1可知，暴雨走向不利于形成最大洪峰，因此暴雨时空分布并非最恶劣组合。
2.2暴雨重现期计算
本次降雨为流域暴雨，各站量级相对均匀，故选取资料系列长且能满足时段分析要求的通城站作频率计算。采用皮尔逊Ⅲ型曲线（PearsonⅢ）（见表2）对实测数据进行适线，各时段参数及代表频率设计成果见表3，其中本次观测值采用水文年鉴汇编成果。
从表3可知，6月10日通城站1h暴雨为88mm，对应频率约为3.3%，即重现期为30a。同理内插可得，6h重现期为60a，24h重现期小于30a。根据计算，该站造峰历时约6h，因此可以认为本次暴雨重现期为60a。
3洪水
3.1洪水实况
受强降水影响，通城站水位从2011年6月10日0：50开始上涨，几乎与降水同步（见图2）。2：50水位上涨至设计翻板水位92.30m，4：25～4：50水位急剧上涨1.33m，涨率达3.19m/h。07：10水位到达峰顶97.46m，洪峰持续15rain。“2010.6.10”洪水漲水历时6h 20min，水位变幅6.33m，流量由6.78m3/s剧增至1370m3/s，涨水过程翻板坝阻水导致上游水位抬高，加剧了城区洪水淹没损失。 根据上游百丈潭中型水库监测资料反推入库洪水，06：40最大进库流量264m3/s，04：55～05：00库水位上涨0.28m，最大涨率达3.36m/h，水库拦蓄水量321.5万m3，未溢洪。
6月10-24日，通城站断面实测洪水总量为0.7189亿m3，径流系数0.74。本次暴雨强度大，但前期土壤含水率小，部分径流入渗，加之水库拦蓄部分径流，降低了洪峰流量和洪水总量，否则会形成更大洪水。
此次洪水過程中，神龙坪等水库溢洪，治全水库大水漫坝，百丈潭等水库水电站受损严重，决口河堤70处，总长5000m。致使通城县城关被淹，大部分地区积水1m多深，最深处达2～3m，部分居民住房进水1m多深，县城内道路不能通行，6万多城关居民被水围困，城里所有的桥都看不到桥面。通城县启动了防汛一级应急响应，但仍然遭受了重大损失。
3.2洪峰流量重现期
洪峰流量重现期仍采用皮尔逊Ⅲ型曲线适线推求。为提高成果计算精度，加入历史洪水调查资料。
确定经验频率和统计参数需按照不连续序列的公式计算。实测系列的经验频率Pm、特大值的经验频率Pm，计算公式分别为
拟合曲线参数时，先用矩法初估统计参数，再用适线法（配线法）调整。利用皮尔逊Ⅲ型曲线进行适线，确定各频率设计值，配线参数及设计流量成果分别见表5-6。
3.3水位壅高及原因分析
3.3.1水位壅高计算
为分析“2011.6.10”洪水水位壅高，分别点绘1984年前水位一流量综合线和2011年6月实测成果，见图3。
“2011.6.10”通城站实测最高洪水位97.45m，而根据洪峰流量查得综合线水位为96.06m，说明本次.洪峰水位抬高1.39m。
3.3.2水位壅高原因分析
（1）河道断面压缩。为了土地利用和城市景观建设需要，1976～1984年隽水通城城区段进行了综合整治，主要是开挖了中泓河槽和压缩河面宽度，见图4。
以2011年6月最高水位97.50m计算，与1972年实测成果比较，河道压缩宽度和面积减小值见表7。
从表7可知，与1972年相比，2011年通城站测流断面河宽压缩75.6m，这是导致过洪能力急剧下降的主要因素。以2011年6月1日最高水位计算，过水面积减小228m2，减小幅度达25.3%。
（2）涉水工程阻水。隽水通城城区河段已建跨河桥梁8座，其中6座跨越隽水干流，桥梁在中高水位对水流的阻碍作用不容忽视，特别是当上游水流夹杂大量漂浮物时，桥墩拦截漂浮物减小过水断面，抬高上游水位，并且可能改变流态，使河道发生不利变形。
（3）拦河坝工程阻水。2002年，在通城站断面下游1.5km处建有1座翻板拦河坝，堰顶高程88.83m，翻板高度为3m，设计翻坝水位为92.30m，即当水位达到92.30m时，翻板将自动开启，下泄洪水。翻板拦河坝本身为阻水工程，遇短历时强暴雨突袭，水位未到达翻板高度前进行洪水预泄会严重影响行洪。
显然，2011年通城河段水位抬高加剧洪水淹没损失是河道断面压缩、涉水工程阻水以及拦河坝工程运行叠加影响所致。
4启示与建议
通城县“2011.6.10”暴雨洪水是通城水文站实测最为典型的暴雨洪水，通过暴雨洪水的测报和雨情、水情、灾情分析，可以得到如下启示。
（1）暴雨洪水属于随机事件，随着全球气候变化，极端天气有频发趋势。本次暴雨洪水是典型的旱涝急转，特别是前期长期干旱，防汛意识有所淡化，导致更为严重的灾害。
（2）必须秉持科学的治水理念，做到人水和谐，给洪水出路。“2011.6.10”暴雨洪水给城区造成巨大损失，其部分原因是暴雨强度大、洪水量级大，更重要的原因是人为压缩河道、桥梁工程阻水、拦河坝工程阻水及翻板坝故障等因素叠加影响，严重削弱河道行洪能力引起河道水位抬高所致。因此，要以全面推行河长制为契机，依法划定水域岸线，拆除洪障工程，提高河流防洪标准。对在河道上兴建桥梁、码头、管道穿越等非防洪工程时，应强化涉水工程洪水影响评价论证，严格履行审批手续。
（3）科学应对超标准洪水，开展河道水位、流量非一致性专题技术研究。实时修订城区防洪应急预案，并做好应急演练，适时排查和消除防洪设施安全隐患。依据《防洪法》，在紧急防汛期，按规定程序报批，对壅水、阻水严重的桥梁、引道、码头和其他跨河工程设施作出紧急处置。
（4）以人为本，重视中小河流非工程措施建设。要超前防范强降雨，细化各类防汛抢险救灾预案，提前做好各项防御工作;强化水文气象预警预报，通过短信、广播、电视等方式，及时通报雨情、水情、险情信息和交通状况，及时组织群众安全转移，最大限度地减少洪水对人民生命财产造成的损失。
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