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青岛市北部7·19暴雨洪水分析

2010-06-12孙楠思牛丽君陈旭红

山东水利 2010年9期
关键词:雨量站洪峰洪峰流量

孙楠思,牛丽君,陈旭红

(青岛水文水资源勘测局,山东 青岛 266071)

受冷暖空气共同影响,2010年7月19日20时至21日6时,青岛市普降中到大雨,平度大部、莱西西北部和东南部、即墨东北部、黄岛西北部和胶南东部降暴雨,平度北部和西南部降大暴雨。全市平均降雨量40.4 mm。本次降雨,青岛北部地区强度高、雨量大,水库进水量较大,北墅水库和黄桐水库先后开闸泄洪,小沽河、大沽河相继出现洪水。大沽河南村水文站22日0时出现洪峰,洪峰水位11.37 m,洪峰流量441 m3/s。暴雨后,全市大、中型水库蓄水量大增,有4座水库超过汛中限制水位,至23日6时,23座大、中型水库共拦蓄水量 6800万m3,总蓄水量达 31352万m3。

1 暴雨特点

1.1 局部地区降雨强度大

7月19日20时至21日6时,青岛市平均降雨量为40.4 mm,平度市平均降雨量71.2 mm。尹府水库上游的大田雨量站最大达181.5 mm,其中20日22时至21日2时共6个小时降雨量123 mm,占总降雨量的68%,在1952-2010年共59年的历史同期系列中排第5位;20日4时至21日4时共24个小时降雨量170 mm,在1952-2009年共59年的历史同期系列中排第5位。

1.2 降雨量地区分布悬殊

从青岛市降雨量等值线图分析,降雨量分布极不均匀。总趋势是西北部的平度市降雨量最大,其次为莱西西北部、胶南东部和黄岛西北部一带。暴雨中心位于平度市北部一带,最大点雨量为大田雨量站181.5 mm,最小点雨量为即墨东部的田横镇3.5 mm,最大点雨量为最小点雨量的52倍。

1.3 暴雨梯度大

本次降雨达到大雨 (及以上)标准的笼罩面积达6662.98 km2;达到暴雨 (及以上)标准的笼罩面积2953.81 km2。但达到大暴雨(及以上)标准的笼罩面积仅789.19 km2。可见此次暴雨梯度变化之大。详见表1。

表1 2010年7月19~20日降雨笼罩面积表mm

1.4 降雨时程分布不均

本次降雨过程自19日20时开始,至20日10时,降雨主要集中在平度、莱西北部、胶州和胶南西部,胶南市大场镇降水量43.5 mm,强度为此时段最大。10时至14时,降雨主要集中在平度西北部和莱西北部,其它市基本无雨,平度市灰埠镇降水量28 mm,强度为此时段最大。14时至18时,降水主要集中在平度西北部和莱西南部,平度市崔家集镇降水量99.5 mm,强度为此时段最大。18时至22时,降水向东推移,主要集中在平度东北部和北墅水库上游,大田雨量站降水量125 mm,强度为此时段最大。20日22时至21日6时,降雨东移到即墨、城阳、崂山和青岛市区。21日6时,降雨基本结束。主要站点时段雨量见表2。

2 洪水特点

2.1 部分河道出现汛期首场洪水

由于雨前连续降雨3天,土壤已接近饱和,加之平度北部本次降雨强度高、雨量大,使平度市部分河道出现洪水。泽河郑家水文站21日12时30分出现洪峰,洪峰水位11.72 m,洪峰流量45.2 m3/s。

表2 2010年7月19~20日主要站点时段雨量表mm

由于本次降雨过程集中在小沽河上中游,中游的北墅水库、尹府水库及黄桐水库进水量较大,部分水库超过汛中限制水位。20日22时,北墅水库开闸泄洪,最大泄量 510 m3/s,至 23日 12时关闸,水库来水量 3189万 m3,出库水量 3569万 m3,详细数据见表 3;黄桐水库于 21日6时开闸,最大泄洪流量 100 m3/s,至 22日 16时关闸,水库来水量1250万m3,出库水量810万m3,详细数据见表4。

表3 北墅水库泄洪过程表

受降雨和上游水库泄洪影响,小沽河葛家埠水位站21日12时出现洪峰,洪峰水位32.95 m,洪峰流量764 m3/s(查线);大沽河南村水文站 22日 0时出现洪峰,洪峰水位11.37 m,洪峰流量441 m3/s;麻湾水文站23日1时20分出现洪峰,洪峰水位 3.30 m,洪峰流量175 m3/s。

表4 黄桐水库泄洪过程表

2.2 水库蓄水量大增

雨前,全市23座大、中型水库蓄水量28528万m3。此时全市大、中型水库蓄水位均在汛中限制水位以下。本次降雨,由于降雨中心在小沽河上中游一带,本地区水库进水量较大。其中北墅水库进水3189万m3,尹府水库进水1550万m3,黄桐水库进水1250万m3。截至23日6时,全市大、中型水库总入库水量6800万m3,共蓄水 31352万 m3。

3 北墅水库降雨径流初步分析

北墅水库在本次降雨中入库水量最大,故以该水库进行降雨径流分析。该水库上游共有北墅水库和庙埠河水库2个国家报汛站。两站本次降雨分别为59 mm、72 mm,如果用这两个站的算术平均值作为流域平均雨量,则本次流域降雨量为65.5 mm。由于流域前期降雨量大,土壤接近饱和,径流系数按0.8计算,除去庙埠河水库控制流域面积23 km2后,区间来水量应为1821万m3。但通过计算,北墅水库本次实际来水3189万m3,区间实测径流深为115 mm,反推流域平均雨量应为143 mm。显然两站的控制性不好,流域内应有降雨较大点。后来通过调查,莱州市郭家店镇有一雨量站,但不报汛。郭家店本次降雨量为137 mm,但用这3个站的算术平均值89.3 mm作为流域平均雨量,显然也不合理。由于本次降雨过程是由西向东推进,在流域外西部距离较近的大田、旧店两个雨量站的降雨量分别为181.5 mm、152 mm,在流域外东部距离较近的白云洞水库降雨量为189 mm,因此推算郭家店至北墅区间降雨量应在150~200 mm之间。

4 洪水预报

本次降雨过程,有预报任务的尹府水库达到了洪水预报标准,大沽河由于上游水库泄洪而产生径流。分别对尹府水库和大沽河南村水文站断面进行洪水预报,过程如下:

4.1 尹府水库预报

尹府水库流域内有大田、尹府水库两个报汛站,两站之间有兰河汛期雨量站一处,不报汛,观测数据用于资料整编。本次3站降雨量分别为181.5 mm、58 mm和146 mm。若采用预报方案,大田、尹府水库两站雨量的加权值作为流域平均雨量,显然控制性不好。电话了解到兰河站的降雨量后,决定用3站雨量的算术平均值作为流域平均雨量。由于降雨一直继续,分别于20日21时、21日2时、3时、4时作出滚动预报。预报水库进水量 1500万 m3,22日 12时水库最高水位 77.11 m,入库洪峰流量550 m3/s,发生在20日10时30分。

水库实际来水情况:水库进水量1460万m3,22日12时水库最高水位77.06 m入库洪峰流量563 m3/s,发生在20日10时30分。

作业预报精度为优秀,洪峰预报实效等级为甲级。

4.2 大沽河南村水文站预报

由于上游北墅水库和黄桐水库泄洪,于21日4时对大沽河南村站断面进行预报,预报21日12时出现洪峰,洪峰流量400 m3/s。

实际情况:南村站22日0时出现洪峰,洪峰流量441 m3/s。

洪峰流量作业预报精度为良好,峰线时间预报精度不合格,预报时效性为及时。

5 结 语

1)本次降雨整个青岛地区并不大,但受强降雨影响,平度、莱西两市11处乡(镇)受灾,15座塘坝轻微受损,6处堤防轻微受损,3处护岸轻微受损,轻微损坏路基30 km,倒塌老旧房屋 79间,农作物受灾933 hm2,造成经济损失3194万元,其中水利设施损失2568万元,其它损失626万元。在今后的防汛工作中应密切注意局部地区汛情。

2)注意河道阻水物对洪峰预报时间的影响。正常洪峰由北墅到达葛家埠的时间为6h左右,葛家埠到达南村的时间为8h左右。由于自入汛以来一直没有产流,加上河道内杂物较多,本次洪水向下游演进较缓,实测北墅水库最大溢洪流量至葛家埠洪峰出现的时间间隔为11.5h;葛家埠洪峰至南村洪峰出现时间为12h;南村洪峰至麻湾洪峰出现时间为25.3h,均比预报时间迟4~6h,以后的作业预报可以参考。

3)葛家埠水位站位于小沽河下游,1956~1977年为流量站,1978年改为水位站至今。因多年没有测流,Z~Q关系曲线多次根据当年实测大断面数据进行修正。山东省水文水资源勘测局于1996年定出一条综合报汛曲线。2004年青岛水文局对曲线进行修正。2009年6月份根据实测大断面数据又进行一次修订,定出2条报汛曲线,分别导向1996年断面和导向2004年断面,最后采用导向1996年断面的报汛曲线。本次洪水过程中进行了流量测验,发现实测Z~Q曲线(低水部分)位于两线之间。鉴于葛家埠站既是小沽河的重要控制站,又是大沽河南村站洪水预报的重要参考站,建议恢复此站为流量站。

4)小沽河上游的北墅水库控制流域面积301 km2,上游中型水库庙埠水库控制流域面积23 km2。北墅水库流域面积大,库容小,汛中限制水位对应的库容仅为1558万m3,因此经常溢洪;实测最大溢洪流量为960 m3/s(1985年),严重威胁下游河道安全,因此洪水预报至关重要。但本流域只有北墅水库和庙埠水库2个国家报汛站,水利系统的乡镇雨量站也没有覆盖本流域,两站的控制性不好,影响预报精度。因此建议在流域内增设报汛雨量站。

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