沂沭河流域暴雨洪水特性分析.pdf

年第 期（第 卷）黑龙江水利科技 （）文章编号：（）沂沭河流域暴雨洪水特性分析段伟华（临沂市水文中心，山东 临沂 ）摘要：根据沂沭河流域多年的监测资料分析沂沭河流域，暴雨成因，暴雨时空分布，暴雨中心位置，对造峰的影响，暴雨丰枯年变化的特点和规律。分析了沂沭河流域洪水特性，洪水涨落特点，洪水年度和年际的变化规律，以及径流丰枯水年的连续性和交替现象。分析了上游水库、拦河闸和塘坝，对沂沭河干流控制断面洪水总量、洪峰流量的影响。关键词：暴雨；洪水；洪峰流量；场次降水量；年降水量中图分类号：文献标识码：收稿日期 作者简介 段伟华（），女，山东阳谷人，高级工程师，从事水文情报、预报及水文水资源保护和水土保持监测工作。基本情况 自然地理及工程概况沂河发源于沂源县鲁山南麓，是鲁南地区跨省的最大山洪河道，在山东省境内长度 ，流域面积 。干流控制站临沂水文站以上流域面积为 ，河道干流长度 ，干流平均坡度 ，流域形状呈扇形。大的支流有东汶河、蒙河、祊河，从右侧注入。沂河控制临沂站上游建有 座大型水库 座中型水库，总控制面积 。沂河干支流上先后修建了 处拦河闸和橡胶坝。沭河发源于沂水县沂山南坡，在山东省境内长度 ，流域面积 ，干流控制站大官庄水文 站 以 上 集 水 面 积 ，河 道 干 流 长 度 ，干流平均坡度 ，流域形状呈柳叶状。大的支流有浔河、袁公河，从左侧注入。沭河控制大官庄站上游建有 座大型水库 座中型水库，总控制面积 。大官庄站建有控制沭河洪水分流的人民胜利节制闸和新沭河泄洪闸。沭河干支流上先后修建了 处拦河闸和橡胶坝。暴雨特性 流域气候特征沂沭河流域属于温带季风区、半湿润过渡性气候，具有大陆性气候的特性。四季分明，光照充足。夏热多雨，夏季亚热带太平洋暖湿气旋增强，冷暖气旋在该地区交会的机会大大增多，雨量集中。暴雨成因沂沭河流域暴雨形成的主要天气系统主要有：黄河气旋、低涡、切变线、西风槽、锋面、台风、台风倒槽等。暴雨特点 暴雨丰枯年交替变化规律依据沂沭河暴雨实测资料（年），绘制了汛期（月）和全年的过程线。分析出有两个较 长 的 丰、枯 周 期，年 为 丰 水 年，为枯水年。还有几个较小的丰、枯水年组穿插交替出现。比如 为枯水年组；为丰水年组；的丰水年组。年为连续丰水年组最长，此阶段 月的平均降雨量 ，比多年平均 偏大 ；时段年平均降水量 ，比多年平均降水量 偏多 。年连续枯水年组为长，其 汛期月平均降雨量 ，比多年平均汛期降雨量偏少 ；年枯水年组年平均降雨量 ，比多年平均降雨量偏少 。分析降雨可以看到一个趋势，随着生态环境的改变，丰水年组越来越多，雨量也逐渐变大，年沂沭河流域就出现了有实 年第 期（第 卷）黑龙江水利科技 （）测资料以来的年最大降雨 。暴雨时程分配不均沂沭河流域降雨年内分配不均。的是集中在汛期。汛期是从 月上旬开始到九月下旬结束。主汛期主要集中在六月下旬到八月中旬。降雨量主要以汛期场次暴雨呈现，平均每年暴雨次数 场次，最少的年份 场次，丰水年最多年份可达 场次以上。从多年平均六至九月降雨量分配，可以看出，每年沂沭河流域主要降雨集中在 、月份，月份次之。月降雨主要集中在 月下旬，月份降雨主要集中在 月上中旬，年汛期降雨高达 ，创历史新高，主要集中在月 日一场大暴雨。从多年平均来看 、月份降雨占整个汛期降雨分别为 、。这也充分说明沂沭河流域暴雨主要发生在每年汛期的 月份。沂沭河暴雨洪水丰、枯年是连续和间断中交替出现的。暴雨空间分布差异通过对沂沭河流域代表站多年平均降雨量的分析，本流域暴雨在空间分布也是不均匀的。总趋势是从东南向西北递减，多年最大 降雨，流域中游均值为 ，中游到上游均值递减为 以下；中游到下游均值由 递增到 以上。整个流域上游出现两个低值区均值均在 以下，一个在沂河干流上游；一个在沂河支流祊河的上游。流域下游有 降雨量高值区域，多年 最大 的均值均在 以上，沂河支流上游费县温凉河；沂河干流中游沂南一带，此处也是沂河流域暴雨中心的多发地，沂河临沂断面的大洪水，很多是由于此地形产生暴雨形成的。沭河流域两个 最大降雨高值区，一个是沭河中下陡山水库、一个在莒南县城附近石泉湖、郯城县的大官庄一带。年 月 号陡山水库水库 降雨 ，概率计算为 一遇，由此造就了沭河控制站大官庄有实测资料以来历史最大洪峰 。沂沭河流域暴雨规律和天气系统的水汽输送是一致的。在东汶河的中游和蒙河的上游，有一个 最大高于 的区域，该处因为地势较高，位于蒙山山前，气流遇到阻力抬升所导致的 。短历时高强度小范围的特大暴雨时有发生 年 月 日降雨，就属于此类暴雨。月 日 时 月 日 时，沂河流域中下游发生大暴雨，总降雨历时 ，流域平均降雨量 ，雨量主要集中有效历时的 以内，最大点雨量费县的探沂 ，概率相当于 一遇。洪水特点 洪水陡涨陡落，明显具有山洪特性沂沭河流域地形从西北向东南逐渐降低的走势，由山丘地逐渐过渡为倾斜冲积平原、滨海平原。区域地貌可分为中高山区、低山丘陵、岗地和平原四区域。沂沭河中上游属于山地丘陵区，诸河干流坡度较大，汇流时间短，从起涨到出现入库洪峰上游大中型水库，雨停只需要几个小时，中下游河道控制站一般需要 ，一次洪水过程一般 。洪水特点陡涨陡落十分明显，相邻两次降雨形成的洪峰很难重叠，所以复峰现象相对较少 。历年洪水丰枯变化明显根据 年实测水文资料，点绘沂沭河流域代表站临沂、大官庄逐年最大实测洪峰流量过程线如图 所示，分析其特点。图 沂河临沂站、沭河大官庄（新）站历年最大洪峰流量图 年最大洪峰流量年际变化较大据历史调查沂河流域临沂水文站最大洪峰流量发生在 年，调查最大洪峰流量 ，有实测资料以来的最大洪峰流量 ，发生在 年；实测最小洪峰流量 ，发生在 年。实测最大最小洪峰年际变化达 之多。沭河代表站大官庄水文站，历史调查最大洪峰流量 ，发生在 年。有实测资料以来最大流量 ，发生在 年 月。实测最小洪峰流量 ，发生在 年，实测洪峰年际变化达 倍。经矩法计算，沂河流域临沂站实测洪峰的变差系数为 ；沭河大官庄站实测流量的变差系数为 。年第 期（第 卷）黑龙江水利科技 （）连续丰水年和连续枯水年周期交替出现变化明显根据沂沭河流域 年实测资料分析，可得出两个较长的丰、枯水年和几个较短丰枯水年。其中 年为连续丰水年，汛期沂河、沭河流量分别偏大多年平均值 ，；年为连续枯水年，汛期沂沭河流量分别偏小于多年平均值 、。由此看出沂沭河流域丰枯水年，是交替出现的，只是有的时间长些，长的可达十几年如 、。有时交替时间相对短些，如丰水年 ，枯水年 年等，有的甚至一两年就发生交替。由此造成该流域严重的丰枯不均的现象。上游水利工程水库橡胶坝对造峰、削峰作用明显自 年以来，沂沭河流域上游，修建了大量的大中型水库、塘坝和拦河闸。这些水利工程的建设，对沂沭河年径流分配、场次暴雨洪峰流量起到不同程度的调蓄作用。以沂河流域代表站临沂水文站为例，绘制临沂 以来逐年实测最大洪峰流量及还原后的最大实测还原流量图 可以看出，自 年建库以来，沂河下游洪水，明显受上游水利工程调蓄的影响。上游水库对下游断面洪峰的削减是非常明显的。也就是说，因为上游水利工程拦截调蓄作用，年 月 日洪水的实测洪峰流量，被削减 。年月日洪水，临沂站实测流量 ，若没有上游工程调节该站将出现洪峰流量为 ，消减洪峰 。同样沭河“”新沭河实测洪峰流量量为 ，老沭河胜利堰实测洪峰流量为 ，通过上游水利工程还原计算，如果没有上游水利工程的调节，大官庄水文站 的实测洪峰流量为 。通过资料统计分析，沂沭河流域上游水利工程，多年平均削减下游断面洪峰流量为 。近几年沂沭河流域，又增加了多处，拦河闸、橡胶坝。一是为了城市景观，另一方面也为了水资源保护、利用和生态管理，同时对河道断面的洪峰流量又有了不同程度的调节，沂沭河流域控制断面预报更加复杂。这也给当前防汛部门，提出了新的课题，新的挑战。图 沂河临沂站实测洪峰流量和还原后流量对比图 结语沂沭河流域暴雨频繁，洪水亦是暴涨暴落，防洪减灾任务重，加强暴雨洪水分析和研究对洪水预报、预警有较好的指导作用。为了资料更充分满足沂沭河流域，暴雨洪水研究，沂沭河流域近几年，增加了中小河流站网的布设，同时也对城市河流加密了流量监测断面和雨量监测站点。参考文献：蔡大祥 水文计算 图书馆目录 南京：河海大学出版社，：李晓原 水文测验实用手册 图书馆目录 北京：中国水利水电出版社，：芮孝芳 水文学原理 图书馆目录 北京：中国水利水电出版社 ：（上接第 页）参考文献：明阳，李顺凯，沈尔卜 低水化热低收缩超高性能混凝土（）试 验 研 究 混 凝 土 与 水 泥 制 品，（）：付泽东，吕林女，肖静，等 膨胀剂对超高性能混凝土性能 的 影 响 材 料 科 学 与 工 程 学 报，（）：，李信，陈露一，黄有强，等 含粗骨料超高性能混凝土的制备及 其 性 能 研 究 混 凝 土 与 水 泥 制 品，（）：黄政宇，胡功球 热养护过程中超高性能混凝土的收缩性能研究 材料导报，（）：孔祥付，郭飞，田倩，等 复合膨胀剂对高性能混凝土力学行为 和 收 缩 开 裂 行 为 的 影 响 混 凝 土，（）：