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小清河博兴段2022 年“7·13”洪水分析

2023-10-12刘景元祁超祯

山东水利 2023年9期
关键词:警戒水位小清河警戒

刘景元,杨 帅,祁超祯

(1.滨州市水文中心,山东 滨州 256609;2.博兴县城乡水务发展服务中心,山东 博兴 256500)

小清河是鲁中地区一条集防洪、除涝、灌溉、航运综合利用的重要河道,干流发源于济南市,于寿光市羊口镇注入莱洲湾,全长229 km,流域面积10 433 km2。小清河博兴段无主要支流汇入,来水主要受上游客水影响,一般涨水过程较快、落水过程缓慢。博兴水文站是小清河下游控制站,隶属滨州市水文中心博兴水文中心,测验项目有水位、流量,承担向省、市、县防指和各级水文中心的水情报汛任务。

1 洪水分析

1.1 洪水成因

2022 年7 月1 日至13 日,小清河流域连续出现降雨过程,博兴水文站上游流域内济南、淄博、滨州3 市平均降雨量分别为246 mm、273 mm、214 mm。其中7 月5~6 日受3 号台风“暹芭”残余环流和西风槽共同影响,流域普降大到暴雨,济南、淄博、滨州平均降雨量分别为81 mm、125 mm、102 mm;7 月10~12 日,受副热带高压边缘暖湿气流和低涡切变的共同影响,流域再次出现暴雨过程,济南、淄博、滨州平均降雨量分别为156 mm、138 mm、108 mm。连续降雨过程影响范围广、降雨量级大,流域内蓄满产流,局部超渗产流。

7 月12 日17:00 小清河支流孝妇河上游萌山水库调洪放水,其相邻的下游马尚水文站于17:00 监测流量297 m3/s,至19:36 监测到最大流量476 m3/s,之后流量逐步减小。水库调洪放水使与上游洪峰叠加,使得该洪水量级较大。

1.2 洪水过程

受降雨影响,博兴水文站7 月10 日12:00起水位出现上涨,11 日10:00 水位达到4.11 m,之后水位开始缓慢回落,至12 日8:00 降至3.90 m,水位趋于平缓。

7 月12 日9:00 上游来水到达博兴水文站,水位明显起涨,20:00 水位涨至4.85 m。13 日3:45 达到博兴水文站警戒水位6.28 m,相应实测流量538 m3/s。13 日10:00 本轮洪水达到洪峰,最高水位6.76 m,超警戒0.48 m,最大涨幅2.88 m,平均涨幅0.12 m/h;实测最大流量575 m3/s,超警戒195 m3/s。洪峰水位持续2 h,至7 月14 日2:00 退至警戒水位以下,超警戒水位时程达22 h。本轮洪水涨水历时25 h,退水历时146 h,涨水快、退水慢的洪水过程形式明显。

1.3 最大流量分析

博兴水文中心连续开展水文测报,实测最大流量575 m3/s,相应水位6.76 m,为博兴水文站自有监测资料以来最大流量,涨水速度快,落水缓慢,洪量较大,洪水最大1 d 洪水量为4 480 万m3。

1.4 洪水应对

7 月12 日18:15,博兴水文中心通过水情监测平台,了解到小清河支流孝妇河马尚水文站实测流量360 m3/s,干流魏桥水文站流量228 m3/s,判断小清河博兴水文站可能会出现超警戒洪水,随即上报滨州市水文中心开展水情会商。21:00根据会商结果,发布超警戒洪水预报,博兴县防指随即启动洪水防御IV 级响应,博兴水文中心也立即启动小清河洪水测报方案。至14 日8:00,中心职工累计驻守监测断面40 h,施测小清河流量12 次,完整测报了该洪水过程;中心发布水文预报4 期,水文简报3 期,向县防指报送水情信息58 次。

2 与2019 年“8·13”洪水对比

由图1 看出,2022 年“7·13”洪水实测最大流量575 m3/s,大于2019 年“8·13”洪水实测最大值555 m3/s,但最高水位6.76 m,较2019 年“8·13”洪水8.39 m 低1.63 m。与2019 年“8·13”洪水相比,2022 年“7·13”洪水起涨水位高,最大涨幅小,但平均涨幅0.12 m/h 大于前者的0.07 m/h,涨水速度更快(见表1)。由于台风“利奇马”带来的降水量巨大,产流量较多,使得2019 年“8·13”洪水退水缓慢,超警戒时间更长。

表1 小清河博兴水文站实测洪峰要素表

图1 涨水水位流量过程线对比图

在2019 年发生超警戒洪水后,山东省2020年启动小清河流域综合治理工程,同时根据小清河复航工程标准要求,小清河博兴段进行了全面的清理,河道开挖拓宽,河底清淤加深。根据博兴水文站监测资料,2019 年小清河博兴水文站测流断面在警戒水位6.28 m 时相应断面面积为279 m2,“8·13”洪水洪峰水位8.39 m 相应断面面积为502 m2;与之相比,2022 年测流断面在警戒水位6.28 m 时相应断面面积453 m2,“7·13”洪水洪峰水位6.76 m 相应断面面积575 m2,由此看出综合治理后同水位过流断面面积明显提高。其次,2022 年“7·13”洪水受前期强降雨影响,流域内土壤基本饱和,该降雨快速形成蓄满产流;同时该降雨强度大,流域内5 市出现雨强大于30 mm/h 的降雨。叠加萌山调水防洪,使得本次洪水产流、汇流迅速,水势较高,涨水过程流速大,洪峰最大流速1.88 m/s,最大平均流速1.19 m/s。小清河综合治理后航道护坡浇筑,上部农作物、建筑全部清理,河道糙率减小。

3 特征水位流量分析

根据2020 年启动的小清河综合治理工程中《小清河干流及分洪道设计指标表》,小清河博兴水文站设计警戒水位6.28 m,相应流量330 m3/s。小清河博兴水文站2022 年先后出现4 次超警戒洪水过程,其中3 次超过警戒水位,1 次超过警戒流量。根据实测水位~流量资料可以看出,小清河博兴水文站实测流量为380 m3/s 时,相应水位在5.17~5.60 m;实测水位达到警戒水位6.28 m 时,相应流量在450~538 m3/s。据此,建议警戒水位6.28 m 相应警戒流量调整为450 m3/s。

4 结语

小清河博兴水文站2022 年“7·13”洪水主要由小清河上游降雨径流过程产生。该洪水实测流量575 m3/s 为有监测资料以来最大实测流量。博兴水文中心积极应对,认真测报,靠前服务,为省市和驻地防指等单位指挥决策提供数据和技术支持,充分发挥了县级水文中心在防汛减灾方面的重要作用。与2019 年“8·13”洪水对比分析,看出2022 年“7·13”洪水实测流量大,但洪峰水位明显较低,表明小清河博兴段综合治理效果显著,行洪条件明显改善。根据小清河治理之后实测资料,建议将小清河博兴水文站警戒流量调整为450 m3/s。

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