孫楠思,牛麗君,陳旭紅
(青島水文水資源勘測局,山東 青島 266071)
受冷暖空氣共同影響,2010年7月19日20時至21日6時,青島市普降中到大雨,平度大部、萊西西北部和東南部、即墨東北部、黃島西北部和膠南東部降暴雨,平度北部和西南部降大暴雨。全市平均降雨量40.4 mm。本次降雨,青島北部地區(qū)強度高、雨量大,水庫進水量較大,北墅水庫和黃桐水庫先后開閘泄洪,小沽河、大沽河相繼出現(xiàn)洪水。大沽河南村水文站22日0時出現(xiàn)洪峰,洪峰水位11.37 m,洪峰流量441 m3/s。暴雨后,全市大、中型水庫蓄水量大增,有4座水庫超過汛中限制水位,至23日6時,23座大、中型水庫共攔蓄水量 6800萬m3,總蓄水量達 31352萬m3。
7月19日20時至21日6時,青島市平均降雨量為40.4 mm,平度市平均降雨量71.2 mm。尹府水庫上游的大田雨量站最大達181.5 mm,其中20日22時至21日2時共6個小時降雨量123 mm,占總降雨量的68%,在1952-2010年共59年的歷史同期系列中排第5位;20日4時至21日4時共24個小時降雨量170 mm,在1952-2009年共59年的歷史同期系列中排第5位。
從青島市降雨量等值線圖分析,降雨量分布極不均勻??傏厔菔俏鞅辈康钠蕉仁薪涤炅孔畲?,其次為萊西西北部、膠南東部和黃島西北部一帶。暴雨中心位于平度市北部一帶,最大點雨量為大田雨量站181.5 mm,最小點雨量為即墨東部的田橫鎮(zhèn)3.5 mm,最大點雨量為最小點雨量的52倍。
本次降雨達到大雨 (及以上)標準的籠罩面積達6662.98 km2;達到暴雨 (及以上)標準的籠罩面積2953.81 km2。但達到大暴雨(及以上)標準的籠罩面積僅789.19 km2??梢姶舜伪┯晏荻茸兓蟆T斠姳?。
表1 2010年7月19~20日降雨籠罩面積表mm
本次降雨過程自19日20時開始,至20日10時,降雨主要集中在平度、萊西北部、膠州和膠南西部,膠南市大場鎮(zhèn)降水量43.5 mm,強度為此時段最大。10時至14時,降雨主要集中在平度西北部和萊西北部,其它市基本無雨,平度市灰埠鎮(zhèn)降水量28 mm,強度為此時段最大。14時至18時,降水主要集中在平度西北部和萊西南部,平度市崔家集鎮(zhèn)降水量99.5 mm,強度為此時段最大。18時至22時,降水向東推移,主要集中在平度東北部和北墅水庫上游,大田雨量站降水量125 mm,強度為此時段最大。20日22時至21日6時,降雨東移到即墨、城陽、嶗山和青島市區(qū)。21日6時,降雨基本結束。主要站點時段雨量見表2。
由于雨前連續(xù)降雨3天,土壤已接近飽和,加之平度北部本次降雨強度高、雨量大,使平度市部分河道出現(xiàn)洪水。澤河鄭家水文站21日12時30分出現(xiàn)洪峰,洪峰水位11.72 m,洪峰流量45.2 m3/s。
表2 2010年7月19~20日主要站點時段雨量表mm
由于本次降雨過程集中在小沽河上中游,中游的北墅水庫、尹府水庫及黃桐水庫進水量較大,部分水庫超過汛中限制水位。20日22時,北墅水庫開閘泄洪,最大泄量 510 m3/s,至 23日 12時關閘,水庫來水量 3189萬 m3,出庫水量 3569萬 m3,詳細數(shù)據(jù)見表 3;黃桐水庫于 21日6時開閘,最大泄洪流量 100 m3/s,至 22日 16時關閘,水庫來水量1250萬m3,出庫水量810萬m3,詳細數(shù)據(jù)見表4。
表3 北墅水庫泄洪過程表
受降雨和上游水庫泄洪影響,小沽河葛家埠水位站21日12時出現(xiàn)洪峰,洪峰水位32.95 m,洪峰流量764 m3/s(查線);大沽河南村水文站 22日 0時出現(xiàn)洪峰,洪峰水位11.37 m,洪峰流量441 m3/s;麻灣水文站23日1時20分出現(xiàn)洪峰,洪峰水位 3.30 m,洪峰流量175 m3/s。
表4 黃桐水庫泄洪過程表
雨前,全市23座大、中型水庫蓄水量28528萬m3。此時全市大、中型水庫蓄水位均在汛中限制水位以下。本次降雨,由于降雨中心在小沽河上中游一帶,本地區(qū)水庫進水量較大。其中北墅水庫進水3189萬m3,尹府水庫進水1550萬m3,黃桐水庫進水1250萬m3。截至23日6時,全市大、中型水庫總入庫水量6800萬m3,共蓄水 31352萬 m3。
北墅水庫在本次降雨中入庫水量最大,故以該水庫進行降雨徑流分析。該水庫上游共有北墅水庫和廟埠河水庫2個國家報汛站。兩站本次降雨分別為59 mm、72 mm,如果用這兩個站的算術平均值作為流域平均雨量,則本次流域降雨量為65.5 mm。由于流域前期降雨量大,土壤接近飽和,徑流系數(shù)按0.8計算,除去廟埠河水庫控制流域面積23 km2后,區(qū)間來水量應為1821萬m3。但通過計算,北墅水庫本次實際來水3189萬m3,區(qū)間實測徑流深為115 mm,反推流域平均雨量應為143 mm。顯然兩站的控制性不好,流域內應有降雨較大點。后來通過調查,萊州市郭家店鎮(zhèn)有一雨量站,但不報汛。郭家店本次降雨量為137 mm,但用這3個站的算術平均值89.3 mm作為流域平均雨量,顯然也不合理。由于本次降雨過程是由西向東推進,在流域外西部距離較近的大田、舊店兩個雨量站的降雨量分別為181.5 mm、152 mm,在流域外東部距離較近的白云洞水庫降雨量為189 mm,因此推算郭家店至北墅區(qū)間降雨量應在150~200 mm之間。
本次降雨過程,有預報任務的尹府水庫達到了洪水預報標準,大沽河由于上游水庫泄洪而產(chǎn)生徑流。分別對尹府水庫和大沽河南村水文站斷面進行洪水預報,過程如下:
尹府水庫流域內有大田、尹府水庫兩個報汛站,兩站之間有蘭河汛期雨量站一處,不報汛,觀測數(shù)據(jù)用于資料整編。本次3站降雨量分別為181.5 mm、58 mm和146 mm。若采用預報方案,大田、尹府水庫兩站雨量的加權值作為流域平均雨量,顯然控制性不好。電話了解到蘭河站的降雨量后,決定用3站雨量的算術平均值作為流域平均雨量。由于降雨一直繼續(xù),分別于20日21時、21日2時、3時、4時作出滾動預報。預報水庫進水量 1500萬 m3,22日 12時水庫最高水位 77.11 m,入庫洪峰流量550 m3/s,發(fā)生在20日10時30分。
水庫實際來水情況:水庫進水量1460萬m3,22日12時水庫最高水位77.06 m入庫洪峰流量563 m3/s,發(fā)生在20日10時30分。
作業(yè)預報精度為優(yōu)秀,洪峰預報實效等級為甲級。
由于上游北墅水庫和黃桐水庫泄洪,于21日4時對大沽河南村站斷面進行預報,預報21日12時出現(xiàn)洪峰,洪峰流量400 m3/s。
實際情況:南村站22日0時出現(xiàn)洪峰,洪峰流量441 m3/s。
洪峰流量作業(yè)預報精度為良好,峰線時間預報精度不合格,預報時效性為及時。
1)本次降雨整個青島地區(qū)并不大,但受強降雨影響,平度、萊西兩市11處鄉(xiāng)(鎮(zhèn))受災,15座塘壩輕微受損,6處堤防輕微受損,3處護岸輕微受損,輕微損壞路基30 km,倒塌老舊房屋 79間,農(nóng)作物受災933 hm2,造成經(jīng)濟損失3194萬元,其中水利設施損失2568萬元,其它損失626萬元。在今后的防汛工作中應密切注意局部地區(qū)汛情。
2)注意河道阻水物對洪峰預報時間的影響。正常洪峰由北墅到達葛家埠的時間為6h左右,葛家埠到達南村的時間為8h左右。由于自入汛以來一直沒有產(chǎn)流,加上河道內雜物較多,本次洪水向下游演進較緩,實測北墅水庫最大溢洪流量至葛家埠洪峰出現(xiàn)的時間間隔為11.5h;葛家埠洪峰至南村洪峰出現(xiàn)時間為12h;南村洪峰至麻灣洪峰出現(xiàn)時間為25.3h,均比預報時間遲4~6h,以后的作業(yè)預報可以參考。
3)葛家埠水位站位于小沽河下游,1956~1977年為流量站,1978年改為水位站至今。因多年沒有測流,Z~Q關系曲線多次根據(jù)當年實測大斷面數(shù)據(jù)進行修正。山東省水文水資源勘測局于1996年定出一條綜合報汛曲線。2004年青島水文局對曲線進行修正。2009年6月份根據(jù)實測大斷面數(shù)據(jù)又進行一次修訂,定出2條報汛曲線,分別導向1996年斷面和導向2004年斷面,最后采用導向1996年斷面的報汛曲線。本次洪水過程中進行了流量測驗,發(fā)現(xiàn)實測Z~Q曲線(低水部分)位于兩線之間。鑒于葛家埠站既是小沽河的重要控制站,又是大沽河南村站洪水預報的重要參考站,建議恢復此站為流量站。
4)小沽河上游的北墅水庫控制流域面積301 km2,上游中型水庫廟埠水庫控制流域面積23 km2。北墅水庫流域面積大,庫容小,汛中限制水位對應的庫容僅為1558萬m3,因此經(jīng)常溢洪;實測最大溢洪流量為960 m3/s(1985年),嚴重威脅下游河道安全,因此洪水預報至關重要。但本流域只有北墅水庫和廟埠水庫2個國家報汛站,水利系統(tǒng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨量站也沒有覆蓋本流域,兩站的控制性不好,影響預報精度。因此建議在流域內增設報汛雨量站。