沙正保 郭愛(ài)波 詹道強(qiáng)
受華北冷空氣南下,低渦切變及西南暖濕低空急流的共同影響,2012年7月5日~23日,沭河流域發(fā)生3次強(qiáng)降雨過(guò)程,流域平均降雨量達(dá)到285.4mm,重溝水文站實(shí)測(cè)降雨量411mm,達(dá)到年均降雨量的1/2。受降雨影響,沭河在7月8日、10日、23日出現(xiàn)3次洪水過(guò)程,每次洪水均有不同的特點(diǎn),特別是7月23日洪水,是1991年以來(lái)沭河發(fā)生的最大洪水?,F(xiàn)根據(jù)沭河重溝水文站實(shí)測(cè)資料以及有關(guān)降水、洪水資料,對(duì)今年7月份的洪水特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析,并將對(duì)今后的洪水預(yù)報(bào)、防洪搶險(xiǎn)、洪水調(diào)度有一定的借鑒意義。
沭河發(fā)源于沂蒙山區(qū)南麓,向南流經(jīng)沂水、莒縣、莒南、河?xùn)|、臨沭、郯城、東海、新沂8個(gè)縣(市)境,于口頭入新沂河,全長(zhǎng)300km,流域面積9260km2。其中大官莊水利樞紐以上沭河長(zhǎng)196.3km,流域面積4529km2。沭河在大官莊水利樞紐分為兩支,一支南下為老沭河,經(jīng)臨沭、郯城、東海,在新沂口頭入新沂河,長(zhǎng)104km,另一支東行稱新沭河,經(jīng)石梁河水庫(kù)于臨洪口入海,長(zhǎng)80km。
沭河上游建有沙溝、青峰嶺、小仕陽(yáng)、陡山4座大型水庫(kù),總控制流域面積1645km2, 占沭河流域總面積25.7%。沭河是山洪性河道,冬春兩季少水,夏秋兩季山洪暴發(fā),峰高流急。多年平均徑流量17.7億m3。
流域多年平均降水量806mm,年際變化較大,最大年降水量為1167mm(1964年),最小年降水量為448mm(2002年)。降水量年內(nèi)分配很不均勻,枯季少雨,汛期降水集中,6~9月降水量占全年的70%左右,形成春旱、夏澇、秋后又旱的局面。多年平均徑流深為232mm,年徑流系數(shù)為0.28。
沭河兩側(cè)地形北高、南低。袁公河口以上為山區(qū),河行谷中,山區(qū)海拔高程一般為500~200m,縱坡1/200~1/900;袁公河口至大官莊,左岸為低山、丘陵,右岸在西野埠(石拉淵)以上為低丘、高地,地面高程一般為150~70m;西野埠以下為沖積平原,地面高程70~50m,縱坡 1/2000。
沭河大官莊水利樞紐是沂沭河洪水東調(diào)工程的重要組成部分,由人民勝利堰節(jié)制閘、新沭河泄洪閘等工程組成。人民勝利堰閘設(shè)計(jì)流量2500m3/s,新沭河泄洪閘設(shè)計(jì)流量6000m3/s。樞紐上承沭河來(lái)水及分沂入沭來(lái)水(沂河超量洪水),下接老沭河和新沭河。大官莊水利樞紐的洪水調(diào)度直接關(guān)系到沂沭泗流域洪水的調(diào)度運(yùn)用。
沭河干流(大官莊以上)共有3座水文(位)站:莒縣站、石拉淵站、重溝站。
莒縣水文站位于沭河上游,上距青峰嶺水庫(kù)26km,下距大官莊水利樞紐105km,斷面以上流域面積1638km2。自青峰嶺水庫(kù)以下有袁公河、洛河匯入。袁公河上建有小仕陽(yáng)水庫(kù),控制流域面積281km2,庫(kù)容 1.25億 m3。
石拉淵水位站距大官莊樞紐55km,斷面以上流域面積3377km。區(qū)間由潯河、柳清河、鶴河、魯溝河等河流匯入。潯河上建有陡山水庫(kù),控制流域面積 431km2,庫(kù)容 2.90億 m3。
重溝水文站距離大官莊水利樞紐19km,斷面以上流域面積4511km2,區(qū)間由武陽(yáng)河、高榆河、湯河、韓村河等河流匯入。高榆河上建有石泉湖水庫(kù),控制流域面積72km2,庫(kù)容0.61億m3。該站于2011年建成并投入使用,是為保證沭河及大官莊樞紐洪水調(diào)度而建設(shè)的國(guó)家基本水文站,主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目有水位、流量、降水、蒸發(fā)等觀測(cè)項(xiàng)目。
2012年7月8日、10日、23日共發(fā)生3次洪水過(guò)程,重溝水文站實(shí)測(cè)洪峰流量分別為948 m3/s、1870 m3/s、2070m3/s?,F(xiàn)就3次洪水分別介紹如下:
2012年4月24日以后,沭河流域一直無(wú)有效降雨,屬于嚴(yán)重干旱狀態(tài)。7月4日、5日沭河流域平均降雨53.3mm,使沭河流域土壤含水基本飽和。7月8日4∶00~8∶00,沭河重溝站~石拉淵站區(qū)間發(fā)生大暴雨,降雨量在100mm以上,石拉淵以上發(fā)生小到中雨,降雨在10~30mm。因石拉淵以上降雨較少和前期干旱,沭河石拉淵站未形成明顯洪峰。從8日6∶00,沭河重溝站水位開(kāi)始起漲,相應(yīng)水位53.22m,至8日15∶00,沭河重溝站最高水位55.27m,實(shí)測(cè)最大洪峰流量948m3/s。
該次洪水主要特點(diǎn):1.洪峰形成時(shí)間短。從降雨開(kāi)始形成徑流到洪峰到達(dá)重溝水文站時(shí)間(8日6∶00~15∶00)只有9個(gè)小時(shí);2.洪峰維持時(shí)間較長(zhǎng)。洪峰水位從 8日 14∶48~17∶36,洪峰水位維持近3個(gè)小時(shí);3.洪水上漲速度較慢。最大一小時(shí)洪水水位漲幅為0.5m,上漲速度較慢。
7月8日洪水剛剛消退,8日、9日沭河流域又發(fā)生強(qiáng)降雨,流域平均降雨量為117mm,重溝站實(shí)測(cè)降雨量211mm,最大時(shí)段雨量96.6mm(10日4∶00~6∶00)。 由于連續(xù)降雨,石拉淵10日12∶00出現(xiàn)洪峰,洪峰流量866m3/s。 10日 3∶24,沭河重溝站水位開(kāi)始起漲(54.17m),13∶54洪峰到達(dá)重溝站,相應(yīng)水位56.26m,實(shí)測(cè)洪峰流量1870m3/s。
該次洪水主要特點(diǎn):1.洪峰傳遞快。從石拉淵出現(xiàn)洪峰傳遞到重溝不足2個(gè)小時(shí);2.洪水水位上漲慢。該次洪水1小時(shí)最大水位漲幅0.33m;3.洪峰維持時(shí)間較短。洪峰水位維持時(shí)間為1小時(shí)12分。
7月22日夜間,沭河上游發(fā)生強(qiáng)降雨,最大點(diǎn)雨量198.5mm,流域平均降雨72.8mm,由于降雨影響,沭河出現(xiàn)本月第3次洪峰。23日上午9∶30,沭河石拉淵站洪峰流量1800m3/s。當(dāng)日下午15∶18,沭河重溝站出現(xiàn)洪峰流量2070m3/s,相應(yīng)水位56.32m。
該次洪水主要特點(diǎn):1.洪水水位上漲速度快。重溝水文站最高一小時(shí)水位漲幅達(dá)到1.14m,屬典型的山洪型河道;2.洪峰維持時(shí)間短。洪水最高水位只維持0.5小時(shí)左右;3.洪水傳遞速度慢。洪峰水位從石拉淵站到重溝站傳遞用了6個(gè)小時(shí)左右;4.該次測(cè)流測(cè)出水位關(guān)系曲線為繩套形,洪峰水位56.33m對(duì)應(yīng)流量為1970m3/s,洪峰前水位56.32m對(duì)應(yīng)流量為2070m3/s。
沭河2012年7月發(fā)生的3次洪水,基本概括了沭河常見(jiàn)的洪水類型:沭河石拉淵以上降水產(chǎn)生的洪水(“7·23型”)、石拉淵與重溝之間區(qū)域降水產(chǎn)生的洪水(“ 7·8型”)以及沭河流域降水產(chǎn)生的洪水(“ 7·10 型”)。
表1 主要特征洪水傳遞時(shí)間表
“7·23型”洪水降雨主要集中在上游,沭河兩岸為山區(qū)、丘陵地區(qū)。由于山區(qū)河道比降大、蓄水能力差、匯流快,因此具有洪水過(guò)程陡漲陡落,洪峰維持時(shí)間短等特點(diǎn),為沭河重溝站測(cè)流增加了難度。由于降雨主要集中在上游,可以以石拉淵站為參考站,根據(jù)洪水傳遞時(shí)間,確定重溝水文站的測(cè)流時(shí)機(jī)及大官莊水利樞紐的洪水調(diào)度。一般洪水傳遞從石拉淵站至重溝4~6個(gè)小時(shí),有底水、大流量時(shí)洪峰傳遞較快,否則較慢。
“7·8型”洪水降水區(qū)間主要集中在石拉淵以下區(qū)域,沭河兩岸為丘陵、平原地區(qū),洪水匯流較慢,但由于減少了沭河干流的洪水傳遞時(shí)間,從降雨形成徑流到洪峰來(lái)到沭河重溝站只需7~10個(gè)小時(shí)。該類洪水具有水位變化較慢、洪水過(guò)程持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于缺少沭河上游的洪水信息,對(duì)沭河重溝站的測(cè)驗(yàn)時(shí)機(jī)提出更高的要求。
“7·10型”洪水降雨范圍為重溝以上區(qū)域,既有上游山區(qū)丘陵地區(qū)降雨產(chǎn)生的洪水,又有石拉淵以下平原地區(qū)產(chǎn)生的洪水,是兩類洪水的組合,兼顧“ 7·23 型”和“ 7·8 型”洪水的特點(diǎn)。該類洪水的主要特點(diǎn)是洪水傳遞快,一般洪峰從石拉淵傳遞到重溝站只需2~5個(gè)小時(shí)。
沭河是一個(gè)山洪河道,洪水的產(chǎn)生受降水影響很大。沭河莒縣以上區(qū)域主要由青峰嶺水庫(kù)和小仕陽(yáng)水庫(kù)控制,洪水可以通過(guò)水庫(kù)調(diào)蓄、提前預(yù)報(bào)等形式傳達(dá)。而在重溝以上、莒縣以下,只有陡山、石泉湖兩座水庫(kù)控制著503km2的流域面積,而區(qū)間有2370km2的流域面積沒(méi)有工程控制。因此合理分析洪水成因和特點(diǎn),對(duì)于沭河的洪水預(yù)報(bào)、大官莊的洪水調(diào)度來(lái)講尤為重要。
本文通過(guò)分析沭河石拉淵以上、石拉淵以下、以及重溝以上三個(gè)區(qū)域降水,對(duì)沭河洪水的特點(diǎn)、洪峰傳遞時(shí)間等進(jìn)行了分析探討,對(duì)于研究沭河防汛及調(diào)度起到一定的作用。當(dāng)然,洪水類型、洪水大小受降水強(qiáng)度、降水歷時(shí)、橡膠壩的運(yùn)用方式等影響也不盡相同,隨著重溝水文站的正式運(yùn)行,必將對(duì)于沭河整個(gè)流域的洪水調(diào)度起到積極的作用