临沂市淮河流域重点平原洼地洪涝灾害分析

许 旺

（水发规划设计有限公司，山东 济南 250000）

淮河流域山东省临沂市重点平原洼地治理工程位于沂、沭河流域及中运河流域内，区内河流众多，河网密布，其中沂河为临沂境内最大的山洪河道，沭河为临沂境内第二大河，也是临沂地区的山洪出境河道，中运河流域位于临沂市南部、郯城县西部和苍山县绝大部分及费县小部分地区。其中全部苍山境内河道、郯城境内的武河和黄泥沟、罗庄区境内的南涑河和陷泥河均属于中运河水系，临沭县境内的全部河道和河东区境内的汤河为沭河水系；其它河道均为沂河水系。

1 研究区气象地质环境条件

1.1 气象水文特征

1）降雨量分配特性。研究区域区洪水主要由暴雨形成，洪水发生季节与雨季相一致，一般在7～8月份，汛期一般90 d左右，最长达120 d，最短仅有30 d左右。由于7、8月份暴雨多、强度大，洪水来势猛，而该地区地势低洼，河道渲泄能力不足，极易发生洪涝灾害。

2）降雨量地区分布特征。临沂市北部为沂蒙山区，南部为沂沭河下游冲积平原。受自然地理与气候等因素影响，年降雨量地区分布特征是：东大西小，南大北小，具有从东南向西北递减趋势。根据临沂市各地降雨量分布情况，按照全国划分的五大类型地带，全市有3/5左右的地区属于湿润带，其余为过渡带，工程区内郯城、苍山、罗庄、兰山、河东、临沭6县（区）多年平均降雨量均在800 mm以上，全部属于湿润带。但该区降雨量主要集中在夏秋季节，变率较大，具有过渡带的特点，易受洪涝灾害威胁。

3）降雨量年际、年内变化特征。临沂市降雨量年内分配很不均匀，全年降雨量主要集中在6～9月份，约占全年降雨量的75%左右，其中50%又集中在7～8月份，最大月降雨量大都集中在7月份，区内雨季较短，雨量集中，春旱夏涝严重。

1.2 地质构造

1）工程地质。临沂市北部为沂蒙山区，南部为沂沭河下游冲积平原。工程区位于沂沭深断带丘陵、剥蚀平原区及鲁中南块隆中低山区的南端，属于临沂—郯城—苍山剥蚀堆积平原区。就整个地势而言，自北向南倾斜，区内最高海拔高度为吴坦河上游的传经山，海拔高度为232 m，其次为卧牛山，海拔高度为224 m，大苍山海拔高度为181.2 m。流域内地貌形态主要以冲积平原及河谷地貌为主。

2）水文地质概况。沂沭河平原区，临沂一带为山前冲、洪积倾斜平原，岩性为粗砂、砾石，苍山一带为细粉砂，向南渐变为冲积亚砂土、湖积亚黏土夹薄层粉砂或黏土夹砂姜。两河流域区水系较为发育，各河流间地势低，地下水与地表水关系密切，流向复杂，总体流向由西北部和东部分水岭流向平原区。主要地下水类型为孔隙水、裂隙溶洞水，前者赋存于第四系松散堆积物中，后者赋存于基岩裂隙溶洞中。

2 淮河流域洪涝灾害时空分布特征

为了进一步研究临沂市淮河流域洪涝灾害的时间分布特征，对1961—2006年的年降雨量作小波变换，结果见图1所示。可以看出，在流域径流演变过程中，21～32年的时间尺度最大，表明时间尺度最明显。10～20年时间尺度的周期性变化次之，其他时间尺度的周期性变化较小。

图2 小波系数模的等值线图

图1小波系数等值线图

图1 是小波系数实部的等高线图，其中横坐标是时间（年），纵坐标是时间尺度，图中的等价为正时，意味着降雨量相对丰富。当为负时，意味着降雨量减少，并用虚线绘制。从图1中可以清楚地看到降雨演变过程中存在的多时间尺度特征。由图1可知，在流域降雨演变过程中，存在3种类型的周期性变化模式，即21～32年，10～20年和3～9年。其中，在21～32年尺度上出现了枯—丰交替的两次震荡；在10～20年时间尺度上存在4次震荡。同时，可以看出，上述两个尺度的周期性变化在整个分析期间非常稳定，具有全局性；而3～9年尺度的周期变化，在1970～1985年表现的较为稳定[1]。

小波系数的模值是对应于时域中不同时间尺度的变化周期的能量密度分布的反映。系数模值越大，相应时间段或比例的周期性越强。从图2

小波方差图反映了径流时间序列的波动能量随尺度a的分布。它可用于确定降雨演变过程中存在的主要循环。研究区降雨的小波方差图有三个不同的峰值（见图3），它们依次对应16年，26年和6年的时间尺度。其中，最大峰值对应16年的时间尺度，表明16年的时间最强，是研究区年降雨量变化的第一个主要时期；26年的时间尺度对应于第二个峰值，这是径流变化的第二个主要时期，第三个峰值对应于6年时间尺度，这是研究区降雨的第三个主要时期。这表明上述三个波动周期控制了整个时域降水的变化特征。

3 淮河流域洪涝灾害主要影响因素分析

3.1 研究区域主要灾情统计

图3 小波方差图

由于1194—1855年黄河长期夺淮的影响，淮、沂、沭、泗下游入海河道全部淤废，鲁西南等广大平原的排水河道，也因黄河的屡次泛滥，淤塞破坏，导致整个流域的水系统无序化。上游和中游的雨水难以排放，下游入海不顺畅，洪水灾害持续多年[2]。据历史资料统计，1855—1949年的95年中，山东淮河流域内河发生洪涝灾害有62年次，平均1.53年一次，以1911、1947年最重，成灾州县占州县总数的85%和82%；黄河决溢发生洪灾30余年次，以1855、1935年最重，成灾州县占州县总数的50%。

据统计，在1949—2005年的56年间，洪水发生了33次，平均每年为1.69次。该流域年平均灾害面积占耕地面积的11.2%，最高为66.8%。受灾害影响的地区是20世纪50年代最大的地区，占耕地面积的16.4%。

图4为临沂市淮河流域受灾面积统计，从图中可以直观的看出受灾面积较大的年份分别为1963、1974、1990、1991、1993、2005 年，与临沂站1961—2006年降雨量统计数据对比不难发现这些年份降雨量都比较大，说明洪涝灾害主要原因由降雨引起，对研究区域降雨趋势预测及研究有重要意义[3-4]。

图4 临沂市重点平原洼地历年洪涝灾害统计

3.2 淮河流域洪涝灾害特点

1）灾害频繁，受灾面积大。据资料统计，山东省淮河流域受灾较为严重的有1954、1956、1957、1963、1970、1974、1984、1990、1993 和 2003 年，多年平均受灾面积27.22万hm2，且每3～5年就发生一次大的涝灾。

2）洪涝灾害并发，因洪致涝现象明显。流域内平原区地势低下，河道泄流能力小、排水困难，洪涝相互影响，因洪致涝的现象非常明显。1954、1957、1963、1991、2003 等年份发生的洪水致使区内的涝灾相当严重。由于河道行洪，田间涝水无法排出，形成“关门淹”。

3）洪涝损失严重，影响大。流域内平原区的耕地较多，人口密集，而洪水峰高量大，地势平缓，洪水持续时间较长，因此，一旦发生涝灾，经济损失非常严重。由于平原区是山东省的粮食主产区，涝灾对人民群众生产、生活产生极大地影响，严重影响了社会稳定和经济发展。

3.3 致灾原因分析

淮河流域重点洼地受地理位置、气候及工程条件的影响，使洼地涝灾的产生有多种形式：

1）该地区汛期容易发生集中性暴雨。一般情况是第一次暴雨后，土中水份已经饱和，到第二次、第三次暴雨时，地面积水剧增，加上河道水位猛涨，排水不及时就造成严重的内涝灾害。

2）内部排水系统尚未完善，河道淤积，建筑物毁坏，排涝标准低，排水系统功能不够完善。

3）沿湖、沿运低洼地带建有控制建筑物，汛期河、湖遇中、小洪水时，水位就高出地面，而且时间一般长达2～3个月，虽可拒外河水倒灌，但当地雨水和客水无法自排。

4）工程管理设施落后，湖洼地区的水情、工情、灾情信息采集能力非常薄弱，不能够为工程管理提供有力的技术支持。

总之，通过对临沂市淮河流域受灾面积进行分析可知，受灾面积较大的年份分别是1963、1970、1974、1990、1991、1993、2005 年与年降雨量数据对比不难发现这些年份降雨量都比较大，说明临沂市淮河流域洪涝灾害大部分由降雨引起，主要为雨涝，所以对研究区域降雨趋势预测及研究有重要意义。