青岛市潴河“2017.08”暴雨洪水分析
2018-07-10孙世霞盛茂刚
孙世霞,盛茂刚,陈 沭
(青岛市水文局,山东 青岛 266300)
青岛市潴河于莱阳市窑山东麓,河头店镇李家泊子村北入莱西市境内,河道全长55 km,流域面积413 km2。流域多年平均降水量为780 mm,多年平均径流深275 mm,多年平均径流量1.16亿m3。流域内有水文站2处,雨量站10处,城区道路积水站6处。
2017年8月3日9时至5日9时,受台风“海棠”残余云系影响,和南下的冷空气结合,潴河流域普降暴雨,平均降雨量223.7 mm,最大点为小水岔340 mm,给潴河下游的莱西市城区带来严重洪涝灾害;高格庄水库水文站产生自建库以来最大泄量400 m3/s,莱西水文站出现自建站以来最高水位54.91 m,洪水淹没莱西水文站测洪桥面20 cm。
1 暴雨分析
1.1 暴雨成因
2017年7月31日凌晨,10号台风“海棠”登陆福建福清。尽管“海棠”强度有限,却在31日清晨合并了“纳沙”的残余环流,给东南沿海带来强降雨。同时,台风外围暖湿气流与冷空气“碰撞”,安徽、山东等地也出现了强降雨。8月1日台风“海棠”已经减弱为热带低压,但其残余云系影响犹存并继续合并北上,和南下的冷空气结合,形成了较强降雨。
1.2 暴雨空间分布
从潴河“2017.08”降水量等值线图上来看,本次降雨基本上是从北向南以50 mm梯度逐步减少,最大点为小水岔340 mm,最小点为望城119.5 mm,最大点是最小点的2.8倍。从潴河“2017.08”暴雨空间分布统计(表1)来看,降雨量150~200 mm之间范围面积最大为111 km2,降雨量100~150 mm之间范围面积最小为32 km2;全流域雨量分布情况见表1。
表1 潴河“2017.08”暴雨空间分布统计
1.3 暴雨时程分配
从潴河流域1 h平均雨量时程分配图上来看,本次降雨出现了2次主要降水过程,第一次是8月3日9时至16时,流域平均雨量66.7 mm;占场雨29.8%,第二是8月4日19时至5日9时,流域平均雨量160.5 mm,占场雨71.7%。最大1 h雨量为29.7 mm,发生在8月5日6时至7时;最大2 h雨量为57.0 mm,发生在8月5日6时至8时;最大6 h雨量为109.4 mm,发生在8月5日2时至8时;最大12 h雨量为142.5 mm,发生在8月4日20时至5日8时;最大24 h雨量为167 mm,发生在8月4日8时至6日8时。
1.4 暴雨重现期分析
本流域10个雨量站中,只有高格庄水库站建于1959年,有58年资料,其他站只有1~10年资料,因此本次只做高格庄水库站的频率分析。从高格庄水库站“2017.08”降雨不同时段排位和重现期分析来看,6 h降雨是自建站以来最大一次,超过50年一遇。
2 洪水分析
2.1 高格庄水库洪水分析
由于2017年青岛地区降雨偏少,高格庄水库从2017年5月1日起水库干涸,至7月20日才开始蓄水,此次降雨之前,水库水位81.64 m,库容353万m3。受本次降雨影响,高格庄水库共进水1 643万m3,其中8月5日9时,高格庄水库最大入库洪峰流量达到了700 m3/s,为使下游群众损失降到最低,最大限度发挥水库调蓄能力,将出库流量确定为400 m3/s,创建库以来最大溢洪流量纪录,仅5日泄洪总量就达到1 300多万立方米。
2.2 莱西水文站洪水分析
莱西水文站建立于2013年,为中小河流新建水文站,站址位于莱西市水集街道办李家疃村,距离上游高格庄水库18 km。5日8时,水位开始上涨,9时流量达到300 m3/s,10时洪水达到水尺最高观测水位54.34 m,流量476 m3/s。5日14时,洪水已经淹没桥面,最高深度有10 cm,水文工作人员立刻布设临时水尺,利用电波流速仪和浮标法进行抢测;测得最高水位54.91 m,洪峰流量855 m3/s,随后水位开始逐渐下降,5日23时回落至正常水位,创本站有水文记录以来最高水位和最大流量,莱西水文站“2017.08”洪水过程线图如图1示。
3 城市水文发挥作用
图1 莱西水文站“2017.08”洪水过程线图
为完善城市水文监测站网,及时、准确掌握雨水情及道路积水情况,莱西市水文局于2014年建设完成莱西市城市防汛水文监控系统。该系统选择容易积水且位置重要的低洼地段,建设了6处道路积水监测站。在“2017.08”暴雨过程中,其中民政局站最大水深26 cm,其他站情况详见莱西市“2017.08”城市道路积水统计表,见表2。该系统在这次暴雨洪水中为城市防汛部门提供了全面、及时的雨水情、视频信息,为城市应急排涝的组织和调度提供科学指导。另外系统、采集的大量城市水文实测资料,对研究区域城市暴雨洪水、防洪排涝也有着重要的意义。
表2 莱西市“2017.08”城市道路积水统计表
4 结语
通过对这次潴河“2017.08”暴雨洪水分析,得到以下几点结论:
1)做好库河联合优化调度。这次洪水过程中,高格庄水库泄洪和库下区间以及潴河支流洪水叠加,使得潴河下游莱西水文站出现漫桥溢坝;因此提高洪水预报精度,特别是高格庄水库的洪水预报和洪水调度工作,结合下游河道行洪能力,做好库和联合优化调度,使得水灾危害可能性降到最低,才能充分利用洪水水资源,变害为利。
2)加强城市水文监测体系建设。及时准确的水文信息是城市雨洪水预警预报的重要基础,也是防涝抢险减灾组织、实施的重要情报依据。只有建立完善的城市水文监测体系,全面、及时掌握城市水文数据,才能有效开展城市暴雨径流变化、防洪排水设计、城市雨洪资源利用等方面的研究,提高城市水文技术应用水平,为城市水文管理提供全方位服务。