淮河流域泗河1991～2015年洪水特性分析

2016-09-01陈国浩郑卫东郑喜东

治淮 2016年8期

陈国浩　郑卫东　郑喜东

防汛与抗旱

陈国浩郑卫东郑喜东

泗河是淮河流域沂沭泗水系的重要防汛河道，发源于山东省新泰市太平顶西侧，自东向西流经泗水、曲阜、兖州、邹城、任城区、微山七县（市、区），于济宁任城区辛闸村南入南四湖，河道全长159km，平均坡度1.13‰，流域面积2366km2。流域水系发达，有大小支流30条，其中集水面积100km2以上的河道5条。泗河干流为古老的天然河道，河道弯曲，河槽上大下小，堤身矮小单薄，防洪标准较低，中游以下防洪标准不足20年一遇。如遇超标洪水，将严重威胁津浦、兖石铁路，104、327国道，兖州煤矿，曲阜、兖州等沿岸重要城镇及广大人民群众生命财产安全。

1991年7月泗河出现了特大洪水洪峰流量1710m3/s，超过下游安全泄量l倍以上。下游普遍超过警戒水位lm多，给下游河段造成严重威胁，准确的资料分析为制定抗洪决策提供了科学依据，避免了国家和人民生命财产遭受重大损失。2007年8月17日17时30分泗河书院水文站出现了最大洪峰流量1070m3/s，为1996~2015年最大的一场洪水过程；18日16时又出现了一次复式洪峰流量，为706m3/s。20世纪90年代河道进行治理后，洪水特性发生了较大变化。根据此次降雨，对泗河流域1991年和1995年出现的洪水进行了对照分析，提出了1991年以来的泗河洪水特点，为以后泗河洪水预报分析和调度提供了科学的技术依据。

一、河道治理概况

泗河自1958年后干流中下游堤防多次进行了治理，上游陆续修建了大型水库1座（尼山水库），中型水库3座和小型水库30多座。修建了黄阴集闸、故县坝、泗水大闸、红旗闸、龙湾店闸等拦河蓄水工程。1991年泗河“9·17”洪水后，对下游8km的卡口段进行了移堤拓宽工程，大大提高了河道下游的防洪能力。从1991年和2007年泗河书院站大断面过程线可以看到河底发生的变化（见图1）。

图1　1991年和2007年泗河书院站大断面图

二、泗河历年洪峰特性

泗河上游为山洪河道，洪水暴涨暴落，源短流急，峰量高，历时短，破坏性极大。洪峰起涨急剧，一般为孤立峰或复式洪峰，洪水期洪水受涨落影响，水位流量关系呈连序绳套曲线，洪水基流小，基流对洪水基本无影响，下游无变动回水影响。

书院水文站为泗河中上游干流控制站，位于山东省曲阜市书院镇书院村，东经117°00′，北纬35°38′，为山东省南四湖湖东山区区域代表站。书院水文站自建站以来，相继发生了 1957年、1970年、1974年、1991年、1995年、2003年、2007年特大洪水和较大洪水。书院水文站实测最大洪水发生在1957年7月，最高水位69.92m（冻结基面，以下同）,最大流量4020m3/s，最大流速为6.49m/s，最大水深6.7m，流量测验采用中泓浮标法。该站多年平均径流量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以来各年最大流量见表1。

三、典型年暴雨洪水分析

1991年以来前三位年最大流量发生在1991年、1995年和2007年，2007年最大流量1070m3/s，也是1996~2015年连续19年最大流量，代表了1990年以来泗河流域的洪水特性。因此选用2007年洪水与1991年和1995年洪水进行对比，来分析泗河1991～2015年的洪水特性。

1.降雨频率分析

根据泗河流域时段最大降雨情况进行频率分析，流域7日、3日和1日最大雨量统计采用尼山、罗头、贺庄、华村、龙湾套和泗水6个国家基本雨量站。泗河书院水文站（桩号：64+500）是1957年设立的国家基本水文站。

（1）降雨特性

根据资料分析，2007年、1991年和1995年的7日、3日和1日最大降雨量情况见表2。从表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）降雨频率

泗河流域分布在山前冲积平原，河体坡度大，洪水汇流时间短，2007年最大1日降雨量为143.5mm，3日雨量为228.3mm。根据流域降雨特点分析，造成此次洪峰流量和洪水总量主要是3日雨量形成。根据已有长系列资料，对泗河书院水文站以上流域年最大3日雨量进行频率分析，资料采用了1957～2007年的实测系列，经分析2007年8月最大3日降雨量频率为3%，重现期为30年一遇。

2.洪水特性分析

主要从洪峰流量、洪水总量、洪水历时、洪水超过500m3/s的历时等指标对2007年、1991年和1995年洪水进行了对照分析，见表3。