济南市莱芜区9·18暴雨洪水分析

李勇刚，巩玉军，田斌，宋苏林，赵文婷

（济南市水文中心，山东 济南 250014）

1 流域概况

莱芜、钢城区属于温带大陆性气候区，四季分明，雨热同季，光照充足，适宜农作物生长。年平均气温为12.50℃，极端最高气温39.20℃，极端最低气温为-22.5℃。全市多年平均降水量为732.20 mm，年内降雨多集中于6-9月份，占全年降水量的70%。

莱芜、钢城境内主要河流为大汶河，钢城区汶源街道台子村是大汶河发源地，其两岸分布呈树枝状的大小河流数十条，河长在5 km 以上的有70 条，流域面积100 km2以上的有4 条，分别为牟汶河、瀛汶河、辛庄河和方下河。汶河南北两边支流具不对称性，南短北长，河床坡度南陡北缓。这些河流皆为源短流急的季节性河道，每当雨季，河水猛涨，水流急湍，汶河在钢城及莱芜区以上，汇水面积为733 km2，根据莱芜水文站资料，历年最大流量为2 920 m3/s（1966年7月15日）；历年最小流量0；据山东主要河流基本资料，大汶河上游（河源—莱芜站）河长40.50 km，落差200 m，平均比降5‰，中游（莱芜站—大汶口）河长69.50 km，落差93 m，平均比降1.3‰。莱芜、钢城两区从50年代后期开始进行水利工程建设，先后兴建雪野大型水库1座，大冶、杨家横、沟里、葫芦山、乔店、鹁鸽楼、公庄等中型水库7座，小（1）型水库30座，小（2）型水库121座，塘坝1107座。

2 暴雨过程及特点

受地面气旋影响，9 月18 日8 时至20 日8 时莱芜、钢城两区普降暴雨，部分地区降大暴雨，暴雨由莱芜区西北入境，缓慢向东南牟汶河流域发展，复折向东，于雪野水库上游鹿野雨量站附近徘徊，形成本次最大点降雨。莱芜区瀛汶河流域普降大暴雨，成为本次暴雨的中心；牟汶河流域亦普降暴雨。

自9 月18 日15 时开始至9 月20 日3 时止，降水持续36 h，其中超100 mm降水的站有32个，超150 mm降水的站有22个，降水量最大鹿野雨量站231mm，次大胡家庄水库雨量站219 mm，最小降雨量霞峰站47 mm，暴雨中心位于雪野水库一带赢汶河流域。两区平均降雨106.60 mm，折合水量2.395亿m3。根据图1可以看出，最大点雨量为最小点雨量的4.90倍，空间分布差别很大，呈自西北向东南递减的趋势，瀛汶河、牟汶河两大流域雨量分布差别较大，是典型的区域性暴雨及局部大暴雨。本次降雨36 h降雨情况见图1，36 h暴雨等值线见图2。

3 洪水过程

由于本次暴雨中心位于雪野水库附近，36 小时内连降暴雨，雨量大，历时长，雪野水库水位持续上涨，9月20日1时，反推入库洪峰流量达1 017 m3/s，水库最大泄洪流量300 m3/s。而位于东部、南部的牟汶河流域，由于暴雨相对较小，没有形成较大洪水。由于前期降雨较为频繁，洪水场次较多，上游水库、拦河坝拦蓄作用明显，水利工程起到了蓄水削峰的作用，所以牟汶河流域没有形成较大洪水过程，入汛以来莱芜水文站实测三次较大洪峰，其中最大洪峰流量408 m3/s，另有两次洪峰流量分别为150 m3/s 和110 m3/s，为小洪水，三次洪水过程，实测通过断面洪水总量1.242亿m3，折合径流深168 mm。

4 暴雨及洪水频率分析

瀛汶河流域9 月18 日15 时—9 月20 日3 时上游、鹿野、船厂村雨量站最大24 h 降雨超过200 mm，其中鹿野雨量站214 mm，达到五十年一遇暴雨标准。本次降水过程，虽然暴雨量级不是历史最大，但由于入汛以来雪野水库上游前期累计平均降雨量已达612.20 mm，土壤严重饱和，致使雪野水库最高水位达到234.15 m，相应库容16 797万m3，最大泄洪流量300 m3/s，这也是建库以来历史最高，泄洪水量达3 999万m3。而牟汶河莱芜站以上最大24 h降雨55.70 mm，不足5 年一遇，没有形成较大洪水。

5 结论

①山洪预警势在必行。此次暴雨部分地区发生24 h降雨超过200 mm五十年一遇暴雨，笼罩面积较小，空间分布不均，且暴雨中心为山区，导致局部发生山洪灾害的可能性增加，因此需要加强山洪地质灾害的测报和预警，建立山洪灾害防御预案等非工程措施。②建立拦河坝工程统一调度系统。由于上游拦河蓄水工程的兴建，断面实测洪水量级较2002 年工程未建以前明显减小，以牟汶河莱芜水文站以上流域为例，2021年7月12日，此次最大24 h暴雨量133 mm，洪峰流量408 m3/s，与此暴雨量相近的2001 年，最大24 h 暴雨量134.90 mm，洪峰流量竟达1 690 m3/s，洪水不在同一量级，水利工程调蓄是最主要的影响，拦河坝工程的影响主要表现在：干枯季节能够削减洪峰，丰水蓄满时亦能加大洪水峰量。由此可见，作好拦河蓄水工程的防汛调度，按照流域上下游、干支流工程间的关系，编制一体化的控制运用方案，形成防汛指挥决策合理、科学、统一的调度系统，对于应对极端天气带来的自然灾害非常必要。③准确的雨水情信息。此次暴雨的迁移和发展，通过自动化信息传输能够动态地展现，对水文预报测报和防汛决策起到了重要的支持，所以尽管此次暴雨强度较大，雨量集中，由于信息及时，调度得当，基本没有出现大的灾情，莱芜水文中心雨、水情自动监测网络系统初步投入运用即显示出较高的技术水平和作用，但该系统尚处于建设和完善中，仪器的稳定性、信息传输的可靠性还有待验证，随着系统的逐步完善和成熟，其在防汛减灾工作中将会起到更加有效的技术支撑作用。④合理进行洪水调度。此次降水过程，利用中小河流新建入库水文站通过实测流量和洪水预报相结合，运用自动化信息传输系统，提高预报精度和预见期。水库洪水调节根据降雨、上游河道水位流量变化情况，适时调节泄洪流量，确保了瀛汶河下游河道行洪安全。