沭河2012年7月洪水特点分析及探讨
2012-08-07沙正保郭爱波詹道强
沙正保 郭爱波 詹道强
受华北冷空气南下,低涡切变及西南暖湿低空急流的共同影响,2012年7月5日~23日,沭河流域发生3次强降雨过程,流域平均降雨量达到285.4mm,重沟水文站实测降雨量411mm,达到年均降雨量的1/2。受降雨影响,沭河在7月8日、10日、23日出现3次洪水过程,每次洪水均有不同的特点,特别是7月23日洪水,是1991年以来沭河发生的最大洪水。现根据沭河重沟水文站实测资料以及有关降水、洪水资料,对今年7月份的洪水特点进行总结分析,并将对今后的洪水预报、防洪抢险、洪水调度有一定的借鉴意义。
一、沭河流域情况
沭河发源于沂蒙山区南麓,向南流经沂水、莒县、莒南、河东、临沭、郯城、东海、新沂8个县(市)境,于口头入新沂河,全长300km,流域面积9260km2。其中大官庄水利枢纽以上沭河长196.3km,流域面积4529km2。沭河在大官庄水利枢纽分为两支,一支南下为老沭河,经临沭、郯城、东海,在新沂口头入新沂河,长104km,另一支东行称新沭河,经石梁河水库于临洪口入海,长80km。
沭河上游建有沙沟、青峰岭、小仕阳、陡山4座大型水库,总控制流域面积1645km2, 占沭河流域总面积25.7%。沭河是山洪性河道,冬春两季少水,夏秋两季山洪暴发,峰高流急。多年平均径流量17.7亿m3。
流域多年平均降水量806mm,年际变化较大,最大年降水量为1167mm(1964年),最小年降水量为448mm(2002年)。降水量年内分配很不均匀,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、夏涝、秋后又旱的局面。多年平均径流深为232mm,年径流系数为0.28。
沭河两侧地形北高、南低。袁公河口以上为山区,河行谷中,山区海拔高程一般为500~200m,纵坡1/200~1/900;袁公河口至大官庄,左岸为低山、丘陵,右岸在西野埠(石拉渊)以上为低丘、高地,地面高程一般为150~70m;西野埠以下为冲积平原,地面高程70~50m,纵坡 1/2000。
沭河大官庄水利枢纽是沂沭河洪水东调工程的重要组成部分,由人民胜利堰节制闸、新沭河泄洪闸等工程组成。人民胜利堰闸设计流量2500m3/s,新沭河泄洪闸设计流量6000m3/s。枢纽上承沭河来水及分沂入沭来水(沂河超量洪水),下接老沭河和新沭河。大官庄水利枢纽的洪水调度直接关系到沂沭泗流域洪水的调度运用。
二、沭河干流水文站分布情况
沭河干流(大官庄以上)共有3座水文(位)站:莒县站、石拉渊站、重沟站。
莒县水文站位于沭河上游,上距青峰岭水库26km,下距大官庄水利枢纽105km,断面以上流域面积1638km2。自青峰岭水库以下有袁公河、洛河汇入。袁公河上建有小仕阳水库,控制流域面积281km2,库容 1.25亿 m3。
石拉渊水位站距大官庄枢纽55km,断面以上流域面积3377km。区间由浔河、柳清河、鹤河、鲁沟河等河流汇入。浔河上建有陡山水库,控制流域面积 431km2,库容 2.90亿 m3。
重沟水文站距离大官庄水利枢纽19km,断面以上流域面积4511km2,区间由武阳河、高榆河、汤河、韩村河等河流汇入。高榆河上建有石泉湖水库,控制流域面积72km2,库容0.61亿m3。该站于2011年建成并投入使用,是为保证沭河及大官庄枢纽洪水调度而建设的国家基本水文站,主要测验项目有水位、流量、降水、蒸发等观测项目。
三、2012年7月洪水情况
2012年7月8日、10日、23日共发生3次洪水过程,重沟水文站实测洪峰流量分别为948 m3/s、1870 m3/s、2070m3/s。现就3次洪水分别介绍如下:
(一)7月8日洪水
2012年4月24日以后,沭河流域一直无有效降雨,属于严重干旱状态。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饱和。7月8日4∶00~8∶00,沭河重沟站~石拉渊站区间发生大暴雨,降雨量在100mm以上,石拉渊以上发生小到中雨,降雨在10~30mm。因石拉渊以上降雨较少和前期干旱,沭河石拉渊站未形成明显洪峰。从8日6∶00,沭河重沟站水位开始起涨,相应水位53.22m,至8日15∶00,沭河重沟站最高水位55.27m,实测最大洪峰流量948m3/s。
该次洪水主要特点:1.洪峰形成时间短。从降雨开始形成径流到洪峰到达重沟水文站时间(8日6∶00~15∶00)只有9个小时;2.洪峰维持时间较长。洪峰水位从 8日 14∶48~17∶36,洪峰水位维持近3个小时;3.洪水上涨速度较慢。最大一小时洪水水位涨幅为0.5m,上涨速度较慢。
(二)7月10日洪水
7月8日洪水刚刚消退,8日、9日沭河流域又发生强降雨,流域平均降雨量为117mm,重沟站实测降雨量211mm,最大时段雨量96.6mm(10日4∶00~6∶00)。 由于连续降雨,石拉渊10日12∶00出现洪峰,洪峰流量866m3/s。 10日 3∶24,沭河重沟站水位开始起涨(54.17m),13∶54洪峰到达重沟站,相应水位56.26m,实测洪峰流量1870m3/s。
该次洪水主要特点:1.洪峰传递快。从石拉渊出现洪峰传递到重沟不足2个小时;2.洪水水位上涨慢。该次洪水1小时最大水位涨幅0.33m;3.洪峰维持时间较短。洪峰水位维持时间为1小时12分。
(三)7月23日洪水
7月22日夜间,沭河上游发生强降雨,最大点雨量198.5mm,流域平均降雨72.8mm,由于降雨影响,沭河出现本月第3次洪峰。23日上午9∶30,沭河石拉渊站洪峰流量1800m3/s。当日下午15∶18,沭河重沟站出现洪峰流量2070m3/s,相应水位56.32m。
该次洪水主要特点:1.洪水水位上涨速度快。重沟水文站最高一小时水位涨幅达到1.14m,属典型的山洪型河道;2.洪峰维持时间短。洪水最高水位只维持0.5小时左右;3.洪水传递速度慢。洪峰水位从石拉渊站到重沟站传递用了6个小时左右;4.该次测流测出水位关系曲线为绳套形,洪峰水位56.33m对应流量为1970m3/s,洪峰前水位56.32m对应流量为2070m3/s。
四、洪水分析
沭河2012年7月发生的3次洪水,基本概括了沭河常见的洪水类型:沭河石拉渊以上降水产生的洪水(“7·23型”)、石拉渊与重沟之间区域降水产生的洪水(“ 7·8型”)以及沭河流域降水产生的洪水(“ 7·10 型”)。
表1 主要特征洪水传递时间表
“7·23型”洪水降雨主要集中在上游,沭河两岸为山区、丘陵地区。由于山区河道比降大、蓄水能力差、汇流快,因此具有洪水过程陡涨陡落,洪峰维持时间短等特点,为沭河重沟站测流增加了难度。由于降雨主要集中在上游,可以以石拉渊站为参考站,根据洪水传递时间,确定重沟水文站的测流时机及大官庄水利枢纽的洪水调度。一般洪水传递从石拉渊站至重沟4~6个小时,有底水、大流量时洪峰传递较快,否则较慢。
“7·8型”洪水降水区间主要集中在石拉渊以下区域,沭河两岸为丘陵、平原地区,洪水汇流较慢,但由于减少了沭河干流的洪水传递时间,从降雨形成径流到洪峰来到沭河重沟站只需7~10个小时。该类洪水具有水位变化较慢、洪水过程持续时间较长等特点。由于缺少沭河上游的洪水信息,对沭河重沟站的测验时机提出更高的要求。
“7·10型”洪水降雨范围为重沟以上区域,既有上游山区丘陵地区降雨产生的洪水,又有石拉渊以下平原地区产生的洪水,是两类洪水的组合,兼顾“ 7·23 型”和“ 7·8 型”洪水的特点。该类洪水的主要特点是洪水传递快,一般洪峰从石拉渊传递到重沟站只需2~5个小时。
五、结论
沭河是一个山洪河道,洪水的产生受降水影响很大。沭河莒县以上区域主要由青峰岭水库和小仕阳水库控制,洪水可以通过水库调蓄、提前预报等形式传达。而在重沟以上、莒县以下,只有陡山、石泉湖两座水库控制着503km2的流域面积,而区间有2370km2的流域面积没有工程控制。因此合理分析洪水成因和特点,对于沭河的洪水预报、大官庄的洪水调度来讲尤为重要。
本文通过分析沭河石拉渊以上、石拉渊以下、以及重沟以上三个区域降水,对沭河洪水的特点、洪峰传递时间等进行了分析探讨,对于研究沭河防汛及调度起到一定的作用。当然,洪水类型、洪水大小受降水强度、降水历时、橡胶坝的运用方式等影响也不尽相同,随着重沟水文站的正式运行,必将对于沭河整个流域的洪水调度起到积极的作用