台风“利奇马”对弥河干流寿光段影响分析

陈丕华，武佳枚，刘莉莉

（山东省水利科学研究院，山东 济南250014）

弥河位于山东半岛中部，东邻白浪河、西靠小清河，发源于沂山北麓，自南向北流经潍坊市的临朐、青州、寿光、滨海开发区4个县（市、区），于寿光和滨海开发区分别注入渤海莱州湾。流域面积3 863 km2，干流河长176.2 km。弥河流域属泰沂山南北区，地形南高北低，胶济铁路以南多为山丘区，坡度陡峭，地面比降在1/50～1/500；以北为平原洼地，坡度较缓，地面比降在1/1 000～1/10 000。上游水库流域地处山丘区，干流坡度大，洪水陡涨陡落，河流为山溪性雨源河流，源短流急，洪水过程与降雨量变化规律一致。弥河水系以弥河干流为主体，共由150条大小河流组成。冶源水库溢洪道在弥河干流桩号0+000处，支流呈叶脉状从东西两侧与干流汇集，临朐县五井石河（上游23 km为嵩山水库）、青州市寺头石河（上游10 km为黑虎山水库）支流分别在干流3+050、19+500桩号汇入干流。另外，临朐县境内支流有黄龙沟河、三山峪河、黄山河、麻坞河、营子河、龙岗河，在青州境内支流有南阳河、洗耳河，寿光市境内有丹河汇入。弥河干流在95+800处（半截河橡胶坝下游）分洪，分洪河长29 km。

1“利奇马”暴雨过程及分析

台风“利奇马”2019年8月4日诞生于西北太平洋洋面上，11日夜间登陆山东省，13日早晨减弱为热带低压。受“利奇马”影响，浙江、山东、江苏等地均出现极端强降雨天气，山东平均降雨量158 mm，超过了2018年台风“温比亚”带来的降雨（全省平均135.5 mm），为山东有记录以来降雨量最大值。

“利奇马”在弥河流域的暴雨发生在2019年8月10日0：00～12日24：00，据弥河流域的嵩山、临朐、青州城区、弥河拦河坝、东城、弥河、谭坊、纪台、黄楼9个雨量站统计，10日0：00～12日24：00期间9个雨量站的降雨量的平均值393.3 mm。各时段面雨量如图1所示。经统计，弥河流域本次最大24 h降雨353.2 mm，最大72 h降雨393.3 mm。

图1 弥河干流寿光段（55+000桩号）洪水过程

参照《山东省水文图集》《潍坊市丹河干流防洪规划》等资料，弥河流域多年平均最大24 h面雨量90 mm，偏态系数Cv为0.6，经频率分析，弥河流域本次最大24 h降雨频率300年一遇。根据《山东省洪水调查资料》，1568年大暴雨降雨量约合1 000 mm，远大于2019年最大24 h面雨量353.2 mm，1568年为450余年以来最大值，2019为第二大暴雨，则2019年暴雨重现期为226年；2019年暴雨级别估计与1730年发生的大暴雨接近，则以1730年为调查期，2019年暴雨重现期为290年。综合分析确定“利奇马”在弥河流域的暴雨为250年一遇。

2 弥河干流洪水分析

弥河干流寿光段（桩号50+600～95+800）段无支流汇入或分流，河道防洪标准50年一遇，设计流量4 900 m3/s。“利奇马”暴雨在弥河干流寿光段产生的洪水采用两种方法计算，一是根据冶源水库、嵩山水库、黑虎山水库泄洪的时间与流量，演进至弥河干流55+000断面处，与区间洪水叠加，区间洪水采用实测流域雨量过程按瞬时单位线法计算洪水过程。二是根据实测河道最高水位痕迹，通过河道水面线计算河道洪峰流量。

2.1 瞬时单位线法演算洪水

河道断面位置选定在寿光境内干流55+000处，该段河流较顺直，前后无支流汇入。弥河干流55+000断面控制流域面积可分为两部分，一部分为冶源、嵩山、黑虎山水库控制，流域面积为1 127 km2，基本为山丘区，称为水库单元；一部分无大中型水库控制，流域面积1 136 km2，干流坡度为0.894‰，其中山丘区面积占40%，平原区面积占60%，称为区间单元。弥河干流55+000断面洪水采用水库单元下泄洪水叠加区间单元洪水，水库单元下泄洪水采用水库泄水演进至计算断面，区间单元洪水采用瞬时单位线法计算。

区间暴雨采用实测暴雨，经计算前期影响雨量为13.6 mm。暴雨径流关系采用《山东省水位图集》暴雨径流关系10（山丘区）、14（平原区）号线，经计算，最大24 h净雨深217 mm。

瞬时单位线参数：

式中：K为系数，根据平原区面积比例选用，平原面积占60%；F为流域面积，1 136 km2；J为干流平均坡度，0.000 89 m/m；R为净雨深，217 mm；Tc为净雨历时，24 h。

经计算，M1为9.5，由M1查取单位线，进而计算区间单元洪水过程线，如图1所示。水库下泄洪水演进至55+000断面的洪水、洪水叠加后过程线成果如图1所示。由图1可以看出：55+000断面最大洪水流量，发生在2019年8月11日15时，最大洪峰流量6 095 m3/s。

2.2 由河道最高洪水位估算洪峰流量

2019年8月18日，山东省水利科学研究院技术人员会同寿光市水利局、寿光市防汛办技术人员对弥河干流寿光段河道最高洪水位进行调查，55+000、61+700断面最高洪水位分别为35.175 m、30.5 m。

采用明渠恒定非均匀流水面线能量守恒原理推求推算洪峰流量，公式如下：

式中：z1、z2为断面1、2距基准面的高度，m；h1、h2为断面1、2的水深，m；v1、v2为断面1、2流速，m/s；hf为断面1、2间的沿程水头损失，m；n为河道糙率，取0.030；L为断面1、2长度，6 700 m；v为断面1、2的平均流速，m/s；R为断面1、2的平均水力半径，4.58 m。

以上公式中，z1+h1、z2+h2分别为55+000、61+700断面的水位，R、n、L为已知数。假定流量，则可求v1、v2、v，从而判断假定流量是否符合能量方程。经计算，弥河干流50+600～61+700段洪峰流量为6 144 m3/s。

2.3 弥河干流洪峰流量成果分析

本次采用两种方法推求洪峰流量。采用能量方程推算的洪峰流量为6 144 m3/s，用瞬时单位线法中推算的洪峰流量为6 095 m3/s，与能量方程推算的洪峰流量相差仅0.8%，与河道最高洪水位推算成果相互验证。另外，说明用瞬时单位线法推算洪水的计算方法、计算参数及计算成果基本合理。

3结语

“利奇马”在弥河流域的暴雨最大24 h降雨353.2 mm，最大72 h降雨393.3 mm，暴雨频率为250年一遇；采用河道最高洪水位及瞬时单位线法推算寿光段弥河干流洪峰流量，暴雨造成寿光段弥河干流50+600～95+800段洪峰流量选定为6 144 m3/s，超过河道设计流量25%。