大汶河流域台风“利奇马”暴雨洪水分析
_____________________________________________o防決减灾
DO I:10.16616/jki.10-1326/TV.2021.13.17
大汶河流域台风%利奇马&暴雨洪水分析
张春霞张荣程慧
(泰安市水文局,山东泰安271000)
【摘要】受2019年台风“利奇马”的影响,地处黄河下游的大汶河流域普降暴雨,支流柴汶河、牟汶河水位迅猛上涨,水库水位超限,台风暴雨影响造成经济损失严重。本文根据大汶河流域56个雨量站、水文站等多年水文资料,从降雨特征、洪水特性、水工程调度、地下水等方面予以分析探讨,旨在为进一步完善大汶河流域防洪减灾预案提供科学依据。
【关键词】台风“利奇马”;暴雨洪水;大汶河流域
中图分类号:TV122+.1文献标志码:*文章编号:2096-0131(2021)03-077-04
Analysis of rainstorm and flood caused by typhoon Liqima in
Dawen River basin
ZHANG Chunxio,ZHANG Rong,CHENG Hui
(Tai2an Hydrology Bureau,Tai'an271000,China)
Abstract:Under the of typhoon Liqirna in2019,heavy rains occurred in the Dawen River basin located in the lower reaches of the Yellow River.The water levels of tributaries Chaicen River and Mouwen River rose rapidly,and the reservoir water level exceeded the limit,which caused serious economic losses.According to the hydrolocicol data of56 rainfall stations and hydrolocical stations in Dawen River basin for many yearr,this paper analyzes and discusses the rainfall characteristice,flood characteristice,water project dcpatching and groundwater,airning at providing scientific basis for further improving the flood control and disaster eduction plan in Dawen River Rasin.
Key wo Z s:typhoon Liqima;rainstorms and floods;Dawen Rive r basin
2019年8月中旬,受第9号台风“利奇马”影响,黄河下游最大的支流大汶河流域发生大范围强降雨过程,旱涝急转,境内大汶河干支流发生洪水过程。本文根据流域56个雨量站、水文站、水库站、地下水井多年水文资料对台风暴雨洪水特性进行分析,为防洪减灾、防御自然灾害提供参考。1流域概况
大汶河是黄河下游的重要支流,发源于济南市莱芜区黄庄镇台子村,自东向西流入东平湖,全长209.0km,流域面积8633km2%大汶河中游以上为牟汶河、柴汶河两大支流,两支流在岱岳区大汶口镇汇合为大汶河干流,流域面积为5696km2%其中,支流牟汶河
收稿日期:2020-08-06
作者简介:张春霞(1976-),女,高级工程师,硕士,主要从事水文情报预报工作。
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水咨源开发与管理2021年•第3期
河长119.6km,流域面积3711km2,设有莱芜水文站、北望水文站;柴汶河河长116.0km,流域面积1944km2,设有楼德水文站%大汶河经过总控制站戴村坝水文站后进入东平湖。
大汶河流域属于温带大陆性半湿润季风气候区,降雨时空分布不均,多年平均降雨量为709.0mm。流域地处鲁中山区。鲁中山区地势自东北向西南倾斜,境内拥有多种地貌类型,如山地、丘陵、平原、洼地、湖泊等。特殊的自然地理环境致使流域内长期遭受洪、涝、旱等自然灾害,而近几年,6-9月的台风天气是主要致害因素之一,因此对台风暴雨洪水特性进行分析研究具有重要意义。
2台风路径
2019年第9号台风“利奇马”于2019年8月4日14时在菲律宾东部海域上空生成,生成后向西偏北方向移动,逐渐逼近东南沿海,强度逐渐加强。10日1时45分在浙江省温岭市沿海登陆,登陆时级别为超强台风。“利奇马”经过浙江省、江苏省两省及黄海海域, 11日8时,“利奇马”北移逐渐影响大汶河流域,受泰山山脉阻挡、地形摩擦作用和动量下传作用,造成11日白天泰山周边区域出现8级以上大风,局部地区达到12级。11日20时50分在山东省青岛市黄岛区沿海第2次登陆,之后“利奇马”继续向北移动,在山东半岛略有回旋,而后移入渤海并进一步减弱为热带低压,影响减弱。台风“利奇马”具有登陆强度强、陆上滞留时间长、风雨强度大、北上影响范围广、灾情重的特点。3暴雨特性分析
受台风“利奇马”影响,8月10-13日,大汶河流域自东向西普降大暴雨,局地特大暴雨,流域平均降雨量174.1mm。本次选用流域内的56个雨量站等数据进行统计分析。
3.1暴雨过程及时空分布
受台风“利奇马”外围云系影响,8月10日10时,大汶河流域开始出现降雨;至10日16时,上游局部地区大雨,流域普降小到中雨;10—11日受台风过境影响,雨强逐渐增大,强降雨过程覆盖全流域,10日16时至11日12时整个大汶河流域出现较大强度降雨,11日20时伴随台风北移,降雨强度逐渐减小,至13日降雨基本结束。
此次暴雨中心位于流域上游地区,最大点雨量出现在上游的保安庄站,为301.0mm。流域内降雨量分
别为:莱芜区234.3mm、新泰市241.8mm、岱岳区152.2mm、泰山区125.9mm、宁阳县108.2mm、肥城市83.1mm、东平县40.2mm。
3.2短历时暴雨分析
此次台风带来的暴雨呈现雨强大,总量大,覆盖面广,自上游向下游逐渐减少的特点。本次降雨最大1h、最大2h、最大3h降雨量均出现在流域上游的保安庄雨量站,分别为72.5mm、73.5mm、73.5mm;最大6h、最大12h、最大24h降雨量均出现在谭家楼雨量站,分别为124.5mm、196.0mm、259.5mm。大汶河流域国家基本水文站代表站短历时暴雨量统计情况见表1%
表1大汶河流域代表站短历时暴雨量及出现时间统计情况
代表站最大1h最大3h最大6h最大12h最大24h
北望水文站
暴雨量Lmm13.023.542.064.5100.
发生时段
8月11日
8:00—9:00
8月11日
3:00—6:00
8月11日
3:00—9:00
8月10日21:00—
8月11日9:00
8月10日12:00—
8月11日12:00占过程雨量/%10.318.633.251.079.4
楼德水文站
暴雨量Lmm19.044.072.5107.5161.5发生时段
8月11日
4:00—5:00
8月11日
3:00—6:00
8月11日
3:00—9:00
8月10日21:00—
8月11日9:00
8月10日17:00—
8月11日17:00占过程雨量L%9.121.234.951.777.6
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_________________________________________________________张春霞等/大汶河流域台风“利奇马”暴雨洪水分析o防決减灾
续表代表站最大1h最大3h最大6h最大12h最大24h
大汶口水文站
暴雨量/mm14.529.046.078.0136.0发生时段
8月10日
15:00—16:00
8月10日
13:00—16:00
8月10日
12:00—18:00
8月10日
12:00—24:00
8月10日12:00—
8月11日12:00占过程雨量/%10.020.031.753.893.8
戴村坝
暴雨量/mm  3.59.011.021.025.5发生时段
8月11日
台风蓝预警有多严重10:00—11:00
8月11日
9:00—12:00
8月11日
9:00—15:00
8月11日
9:00—21:00
8月10日22:00—
8月11日22:00占过程雨量/%10.326.532.461.875.0
3.3!暴雨特性
3.3.1暴雨量大
暴雨主要集中在8月10—11日,其中24h降雨量超250mm达到特大暴雨级别的有2个站点,分别为牟汶河上游的谭家楼雨量站和柴汶河上游的关山头雨量站;降雨量在100-250mm之间达到大暴雨级别的有39个站点,位于柴汶河流域和大汶河中、上游流域;降雨量在50〜100mm之间达到暴雨级别的有9个站点,位于大汶河流域中游的泰山区以及肥城市和岱岳区的部分地区;其余6个站点均达到大雨级别,位于大汶河下游的东平县和肥城市的部分地区。
3.3.2暴雨笼罩面积大
本次暴雨过程影响了整个大汶河流域,暴雨中心覆盖面积较广。降雨量超200mm的区域覆盖面积为3164km2,占全流域面积的36.7%;降雨量超100mm的区域覆盖面积为7097km2,占全流域面积的82.2%;降雨量超50mm的区域覆盖面积为7882km2,占全流域面积的91.3%%
3.3.3暴雨中心雨强大,持续时间长
本次暴雨不仅笼罩面积大,雨强也大,中心主要集中在莱芜区及新泰市%同时,暴雨持续时间长,10日16时至11日16时,全流域有44个站点的降雨量超过100mm,占所有雨量站点的78.0%%
4洪水
4.1河流水情分析
受台风“利奇马”强降雨影响,大汶河干支流及下游的大清河发生洪水过程。受降雨影响,大汶河入东平湖水量2.80亿m3%大汶河主要水文控制站洪水特征见表2%
表2大汶河干支流控制站洪水特征
主要控制站水文站
流域面积/
km2洪峰流量/
(A/s)
峰现时间
洪水历时/h洪水总量/
亿m3
总历时涨水历时
牟汶河北望349912208月11日21:0014611.0  1.6832柴汶河楼德166811308月11日15:3015922.5  1.2177大汶河大汶口569621008月12日1:0016825.0  3.7747大清河戴村坝826417108月12日10:00171  5.0  2.8855
4.2洪水特点
4.2.1涨洪历时短、落水较缓慢
由于大汶河系雨源性山区河流,山高坡陡,源短流急,导致洪水具有涨水迅速、落水较缓慢的特点%
北望水文站8月11日10时起涨,11日21时到达峰值,涨洪历时11.0h,最大1h涨幅140m3/s;楼德水文站8月10日17时开始上涨,起涨时流量为20.9m3/s,至11日15时30分流量达到峰值,涨洪历时22.5h,最大1h涨幅为102.0m3/s;大汶口水文站8月11日0时起涨时流量为221.0m3/s,12日1时到达峰值,涨洪历
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时25.0h,最大1h涨幅185.0m3/s;戴村坝水文站8月12日5时起涨,8月12日10时实测洪峰流量为1710.0m3/s,涨洪历时5.0h,最大1h涨幅710.0m3/s,退水历时166.0h。
4.2.2前期干旱、洪峰不大
近年来,为提高河道蓄水、涵养水源的能力,缓解水资源供需紧张的矛盾,地方政府在大汶河上建设84座拦河坝,打造层层拦蓄、梯级开发的河道。此次台风暴雨前,流域降雨偏少,经历秋旱春旱,小水库、塘坝干涸,部分河段断流;台风暴雨后,旱涝急转。此次暴雨雨量虽大,但受下渗、水利工程拦蓄等影响,暴雨产生的洪峰并不大,大汶河干支流发生中小洪水。牟汶河北望站洪峰流量为1220m3/s;柴汶河楼德站洪峰流量为1130m3/s;大汶河干流大汶口站洪峰流量为2100m3/s;大清河戴村坝站洪峰流量为1710m3/s。统计历史系列资料分析可知,洪峰重现期为4〜5年,均为一般洪水。
5水库调蓄情况
5.1水库蓄水情况
台风暴雨给流域内大中小型水库带来了丰沛的水量。黄前水库至14日8时,水位涨幅5.88m,来水总量2541万m3(光明水库10日20点开始起涨至14日8时,水位涨幅2.04m,库容增加1301万m3(东周水库至14日8时,入库水量为3481万m3,累计出库水量2759万m3。受台风暴雨影响,有5个大中型水库达到汛限水位开闸泄洪,泄洪水量为4830万m3。全流域22座大中型水库蓄水量比降雨前增加11403万m3。
5.2水库蓄洪削峰情况
流域大中型水库通过拦蓄洪水,削减进入下游河道的洪峰流量,发挥了巨大的蓄洪削峰作用,最大程度地减轻了洪涝灾害损失,有力地保障了下游地区人民众的人身和财产安全。其中,黄前水库实测入库洪峰流量为317m3/s,出口流量为0.994m3/s,削峰率为99.7%(光明水库入库洪峰流量为306m3/s,最大下泄流量为0.239m3/s,削峰率为99.9%(东周水库入库洪峰流量为688m3/s,最大下泄流量为232.000m3/s,削峰率为66.3%。
6浅层地下水影响分析
受此次台风暴雨影响,地下水量得到有效补充,浅层地下水位显著抬升。根据流域内30眼省级地下水
井监测信息分析,9月初比8月初的浅层地下水位平均抬升0.97m。受各地区降雨大小不同影响,各县、市、区地下水位涨幅不一,其中泰山区0.68m,岱岳区0.99m,新泰市2.06m,宁阳县0.56m,东平县0.36m,肥城市1.21m。地下水位抬升幅度最大的为新泰宫里镇,达5.01m,其次是肥城市边院镇的4.18m。地下水位平均埋深图见图1。
图1大汶河流域各县(市、区)浅层地下水埋深变化
7灾情
根据台风发展情况,8月10日9时35分启动重大气象灾害(台风))级应急响应,8月10日11时30分发布台风蓝预警信号,8月10日15时发布暴雨橙预警信号,8月10日16时40分升级为重大气象灾害(台风)+级应急响应,8月11日5时20分升级为暴雨红预警。
8月10—13日受台风“利奇马”影响,流域内各县、市、区受灾人口达39万,紧急转移安置人口797人,倒塌118户283间房屋,农作物受灾面积3.377万hm2,成灾面积2.173万hm2,造成直接经济损失3.3亿元。其中农业损失2.16亿元,基础设施损失1.06亿元,公益设施损失11.0万元,家庭财产损失671.76万元。(下转第84页)
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形成生物多样性生态系统。
6生态和社会效益
岐渭水利风景区的建成投用,其生态效益和社会效益显著。生态效益方面:"改善了水环境质量,通过沉沙池、水质净化区的建设,去除了河水中的泥沙,河流水环境质量得到改善;⑥沿渭河人居环境得到改善;©通过水生态系统的保护与修复,渭河岐山段的水源得到涵养与保护,植被覆盖、水土流失防治等生态指标得到优化,还为野生动植物提供了广阔的活动空间,形成了渭河区域良好的生态格局。社会效益方面:极大带动了沿岸三产服务业的发展,使渭河实现了华丽转身,由一条浑浊的河流变成了一副美丽的画卷。一批生态项目在南北两岸落地,北岸滨河生态园、蔡家坡学城、南岸“石渭一娇”农业生态园和垂钓乐园已建成投用;三国小镇、周文化展示等渭河两岸生态休闲观光项目正在抓紧实施;梧桐里水城、龙湖新区、移民新村等房地产项目出现火爆场面。
如今的岐渭水利风景区已成为植物的大观园,鸟类、鱼类的新家园,众家门口的生态公园。据相关部门普查,植物达57科&186属、370种,鸟类14目、22科、74种,鱼类5目、7科、30种。荷花、再力花、梭鱼草、千屈菜、黄菖蒲、莺尾等竞相绽放,芦苇、芦竹、香蒲、茭白、水葱、泽泻等多种水生植物婆娑摇曳,白鹭、苍鹭、燕鸥、绿头鸭、赤麻鸭、水鸡和“鸟中大熊猫”黑鹳自由飞翔,鲤鱼、鲫
鱼、鲢鱼、草鱼等鱼类穿梭不断。
(上接第80页)
8建议
大汶河流域已连续2年遭受台风影响,台风是造成暴雨洪水的主要灾害因素,给流域造成严重的灾害。目前,台风运行路径预测还达不到精准,只能在台风经过的可能路径做好预防。气象部门密切监视台风走向,水利部门在台风来临前提前放水降低水库库容,为台风暴雨预留库容,减轻对下游河道的行洪压力。密切加强防灾减灾非工程措施建设,水利、气象、水文、应急等部门联合分析研判形势变化,提前发布预报预警通过挖掘渭河流域和周文化厚重的历史积淀,建成了“在水一方”核心区(见图3),形成了在水之縵、在河之洲、在水之湄、在水之池等景观节点,命名了蒹葭亭、关 雎亭、净心亭和桃花岛、白鹭岛、鲤鱼岛。岐渭水利风景区的建设,再现了《诗经》中“蒹葭苍苍,白露为霜,所谓伊人,在水一方”的美好景象,展示了母亲河的魅力,成为沿岸众运动、休闲、亲水的好去处。
图3*在水一方”核心区
7结语
岐渭水利风景区是一项集护岸固堤、生态景观、生物净水、亲水休闲等功能于一体的湿地特景观惠
民工程,对改善渭河生态环境的意义不可小视。水生物净水模式在岐渭水利风景区中的应用开启了渭河水污染防治的先例,是对治污与湿地相结合的生态文明建设的又一探索,具有借鉴作用,值得推广。!
信息;有效加强薄弱环节防控,采取有效措施消除隐患、排除险情,确保重要工程设施度汛安全;突出抓好水利工程调度管理,提升防汛抢险应急能力建设,最大限度减轻灾害影响和损失。!
参考文献
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