陳國(guó)浩　鄭衛(wèi)東　鄭喜東

防汛與抗旱

淮河流域泗河1991～2015年洪水特性分析

陳國(guó)浩鄭衛(wèi)東鄭喜東

泗河是淮河流域沂沭泗水系的重要防汛河道，發(fā)源于山東省新泰市太平頂西側(cè)，自東向西流經(jīng)泗水、曲阜、兗州、鄒城、任城區(qū)、微山七縣（市、區(qū)），于濟(jì)寧任城區(qū)辛閘村南入南四湖，河道全長(zhǎng)159km，平均坡度1.13‰，流域面積2366km2。流域水系發(fā)達(dá)，有大小支流30條，其中集水面積100km2以上的河道5條。泗河干流為古老的天然河道，河道彎曲，河槽上大下小，堤身矮小單薄，防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，中游以下防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20年一遇。如遇超標(biāo)洪水，將嚴(yán)重威脅津浦、兗石鐵路，104、327國(guó)道，兗州煤礦，曲阜、兗州等沿岸重要城鎮(zhèn)及廣大人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

1991年7月泗河出現(xiàn)了特大洪水洪峰流量1710m3/s，超過(guò)下游安全泄量l倍以上。下游普遍超過(guò)警戒水位lm多，給下游河段造成嚴(yán)重威脅，準(zhǔn)確的資料分析為制定抗洪決策提供了科學(xué)依據(jù)，避免了國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)遭受重大損失。2007年8月17日17時(shí)30分泗河書(shū)院水文站出現(xiàn)了最大洪峰流量1070m3/s，為1996~2015年最大的一場(chǎng)洪水過(guò)程；18日16時(shí)又出現(xiàn)了一次復(fù)式洪峰流量，為706m3/s。20世紀(jì)90年代河道進(jìn)行治理后，洪水特性發(fā)生了較大變化。根據(jù)此次降雨，對(duì)泗河流域1991年和1995年出現(xiàn)的洪水進(jìn)行了對(duì)照分析，提出了1991年以來(lái)的泗河洪水特點(diǎn)，為以后泗河洪水預(yù)報(bào)分析和調(diào)度提供了科學(xué)的技術(shù)依據(jù)。

一、河道治理概況

泗河自1958年后干流中下游堤防多次進(jìn)行了治理，上游陸續(xù)修建了大型水庫(kù)1座（尼山水庫(kù)），中型水庫(kù)3座和小型水庫(kù)30多座。修建了黃陰集閘、故縣壩、泗水大閘、紅旗閘、龍灣店閘等攔河蓄水工程。1991年泗河“9·17”洪水后，對(duì)下游8km的卡口段進(jìn)行了移堤拓寬工程，大大提高了河道下游的防洪能力。從1991年和2007年泗河書(shū)院站大斷面過(guò)程線可以看到河底發(fā)生的變化（見(jiàn)圖1）。

圖1　1991年和2007年泗河書(shū)院站大斷面圖

二、泗河歷年洪峰特性

泗河上游為山洪河道，洪水暴漲暴落，源短流急，峰量高，歷時(shí)短，破壞性極大。洪峰起漲急劇，一般為孤立峰或復(fù)式洪峰，洪水期洪水受漲落影響，水位流量關(guān)系呈連序繩套曲線，洪水基流小，基流對(duì)洪水基本無(wú)影響，下游無(wú)變動(dòng)回水影響。

書(shū)院水文站為泗河中上游干流控制站，位于山東省曲阜市書(shū)院鎮(zhèn)書(shū)院村，東經(jīng)117°00′，北緯35°38′，為山東省南四湖湖東山區(qū)區(qū)域代表站。書(shū)院水文站自建站以來(lái)，相繼發(fā)生了 1957年、1970年、1974年、1991年、1995年、2003年、2007年特大洪水和較大洪水。書(shū)院水文站實(shí)測(cè)最大洪水發(fā)生在1957年7月，最高水位69.92m（凍結(jié)基面，以下同）,最大流量4020m3/s，最大流速為6.49m/s，最大水深6.7m，流量測(cè)驗(yàn)采用中泓浮標(biāo)法。該站多年平均徑流量1.578×108m3，6～9月占全年的 84.4%，7～8月占全年的74.0%，枯季占全年的15.6%。1990以來(lái)各年最大流量見(jiàn)表1。

三、典型年暴雨洪水分析

1991年以來(lái)前三位年最大流量發(fā)生在1991年、1995年和2007年，2007年最大流量1070m3/s，也是1996~2015年連續(xù)19年最大流量，代表了1990年以來(lái)泗河流域的洪水特性。因此選用2007年洪水與1991年和1995年洪水進(jìn)行對(duì)比，來(lái)分析泗河1991～2015年的洪水特性。

1.降雨頻率分析

根據(jù)泗河流域時(shí)段最大降雨情況進(jìn)行頻率分析，流域7日、3日和1日最大雨量統(tǒng)計(jì)采用尼山、羅頭、賀莊、華村、龍灣套和泗水6個(gè)國(guó)家基本雨量站。泗河書(shū)院水文站（樁號(hào)：64+500）是1957年設(shè)立的國(guó)家基本水文站。

（1）降雨特性

根據(jù)資料分析，2007年、1991年和1995年的7日、3日和1日最大降雨量情況見(jiàn)表2。從表2可以看出，2007年和1991年降雨主要集中在3日，1995年降雨主要集中在7日，2007年1日和3日最大降雨量均大于1991年和1995年。

（2）降雨頻率

泗河流域分布在山前沖積平原，河體坡度大，洪水匯流時(shí)間短，2007年最大1日降雨量為143.5mm，3日雨量為228.3mm。根據(jù)流域降雨特點(diǎn)分析，造成此次洪峰流量和洪水總量主要是3日雨量形成。根據(jù)已有長(zhǎng)系列資料，對(duì)泗河書(shū)院水文站以上流域年最大3日雨量進(jìn)行頻率分析，資料采用了1957～2007年的實(shí)測(cè)系列，經(jīng)分析2007年8月最大3日降雨量頻率為3%，重現(xiàn)期為30年一遇。

2.洪水特性分析

主要從洪峰流量、洪水總量、洪水歷時(shí)、洪水超過(guò)500m3/s的歷時(shí)等指標(biāo)對(duì)2007年、1991年和1995年洪水進(jìn)行了對(duì)照分析，見(jiàn)表3。

表1　1990～2015年泗河書(shū)院站年最大流量表

表2　降雨特性分析表

表3　洪水特性分析表

（1）洪水總量大

書(shū)院水文站斷面2007年暴雨洪水的洪峰流量小于1991年和1995年，洪水總量與1991年持平，高于1995年。

（2）洪水持續(xù)時(shí)間短

2007年洪水持續(xù)時(shí)間小于1991年和1995年，超過(guò)500m3/s流量的歷時(shí)也比1991年和1995年短。

（3）降雨集中在上游，水庫(kù)攔蓄洪水量大

2007年洪水降雨集中在上游，造成了泗河書(shū)院斷面上游的龍灣套水庫(kù)和尼山水庫(kù)均超過(guò)歷史最高水位，4座大中型水庫(kù)共攔蓄洪水0.43億m3，高于1991年和1995年水庫(kù)蓄水量，同時(shí)該場(chǎng)降雨造成了上游3座中型水庫(kù)全部溢洪。

四、結(jié)論

泗河2007年暴雨洪水是1996年以來(lái)最大一次洪水過(guò)程，通過(guò)與1991年和1995年特大洪水對(duì)比分析，總結(jié)泗河流域1991～2015年洪水主要特性如下：

（1）降雨量大，洪峰流量相對(duì)較小。降雨時(shí)段主要集中在1日和3日；2007年洪水重現(xiàn)期為30年一遇，1日和3日最大降雨量均高于1991年和1995年，洪峰流量均低于1991年和1995年，從河道大斷面圖可以看出，河道斷面面積增大加快了洪水波的坦化。

（2）水庫(kù)調(diào)蓄洪水顯著。2007年暴雨主要集中在中上游，4座大中型水庫(kù)共攔蓄洪水0.43億m3，削峰75%～80%，充分發(fā)揮了水庫(kù)調(diào)蓄洪水作用。

（3）洪水總量大，持續(xù)時(shí)間短。2007年洪峰匯流時(shí)間較1991年和1995年短，充分體現(xiàn)了河道治理后，增強(qiáng)了河道的排洪能力。

泗河流域1991～2015年洪水過(guò)程中充分利用水庫(kù)和河道治理后的調(diào)蓄削峰作用，避免了較大洪峰流量的出現(xiàn)，成功保護(hù)了泗河流域社會(huì)和人民的財(cái)產(chǎn)安全。此次洪水特性分析，為今后泗河洪水預(yù)報(bào)和科學(xué)調(diào)度提供了科學(xué)的參考價(jià)值，有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益■

（作者單位：山東省濟(jì)寧市水文局272019）

（專欄編輯：張婷）