李玥璿,陈立峰（.济宁市洙赵新河管理处，山东 济宁 7000；.山东省淮河流域水利管理局规划设计院，山东 济南 5000）

南四湖洪水地区组成与洪峰遭遇分析

李玥璿1,陈立峰2
（1.济宁市洙赵新河管理处，山东 济宁 272000；2.山东省淮河流域水利管理局规划设计院，山东 济南 250100）

【摘要】详细介绍了南四湖洪水地区组成，分析了南四湖洪峰地区遭遇，对该区域新建、改扩建水利工程等提供参考。

【关键词】南四湖；洪水地区；洪水遭遇；洪峰流量

南四湖是我国北方最大的淡水湖，流域面积3.17万km2，其流域降水主要受季风环流影响，随季节变化明显，夏季太平洋高压暖流向北扩展，降水显著增多。降雨量地区分布很不均匀，且年际变化大，年内分布亦很不均匀，汛期6～9月降雨量占全年降雨量的72%，因此，在汛期常常形成流域洪水。本文着重分析南四湖的洪水地区组成以及遭遇情况，以期为流域相关水利工程的建设提供参考。

1　洪水地区组成

1960年修建二级坝将南四湖分成上、下两部分，坝北为上级湖，坝南为下级湖，其中上级湖汇水面积2.75万km2，占总流域面积的87%。由于所获取的逐日流量资料有限，有很多年份仅仅只有汛期部分，且流域入湖河流主要集中在上级湖控制地区，结合以上因素，在分析流域的地区洪水组成时，主要把上级湖控制的汛期地区洪水组成作为研究对象。

入湖洪水主要由湖西、湖面、湖东3部分组成，入湖洪水过程按湖西、湖区、湖东3片分别计算，以三者之和作为南四湖天然洪水过程。湖东、湖西地区各主要河流均有流量观测资料，但各测站未能控制相应各河的全部面积，需要经面积比修正后计算各河入湖洪量；湖面采用降雨扣除蒸发推求洪量，负值时作零处理。

1.1峰现时间分析

统计上级湖主要河流入湖控制站的汛期最大洪峰，分析其出现时间分布规律。可以看出，上级湖各主要入湖河流的汛期最大洪峰出现时间一般在7月中旬至9月上旬。

此外，统计分析了有流量年份的二级坝处开闸泄洪的汛期最大流量的量级及时间分布规律，对于泄洪流量为0的年份，将不作统计。可知：二级坝的泄洪流量量级在0～2 000m3/s之间，其中400～1 200 m3/s量级的泄洪流量出现次数较多，而大于2 000 m3/s量级的泄洪流量也出现过2次，分别发生在2004年和2005年。从最大泄洪流量在时间上的分布来看，主要分布在8月上旬至9月下旬，而且比较均匀，比入湖河流的汛期最大洪峰出现时间滞后20 d左右，说明上级湖在拦蓄滞洪方面起到了积极的作用。对于最大泄洪流量为0的年份，可能是因为这些年份属于偏枯年份，上级湖的主要作用是在保证防洪的要求下，以兴利为主要目的。

1.2汛期径流量组成分析

南四湖流域洪水主要由湖东湖西入湖径流量和湖区净雨量叠加而成，而又以上级湖控制地区的洪水组成为主要部分。统计了上级湖各主要河流入湖控制站的汛期径流量和湖区汛期净雨量的多年平均值可知，从汛期地区洪水组成比例来看，梁济运河后营站最大，为20.4%；洙赵新河梁山闸站其次，为19.2%；而湖区贡献率为15.8%，排第三。此外，东鱼河鱼城站和泗河书院站的贡献率也分别达到了15.2%和12.0%，而白马河马楼站的贡献率最小，为1.9%。说明，南四湖流域上级湖地区的洪水主要是由湖西地区的梁齐运河、洙赵新河、东鱼河和湖东地区泗河的来水量以及湖区本身的净雨量组成。

1.3各历时洪量的地区组成分析

本部分通过统计上级湖各主要河流入湖控制站和湖区相应的汛期最大3 d、7 d、15 d的最大洪量的多年平均值，分析其不同历时下洪量的地区组成。通过计算分析可以看出：不同历时各个控制站及分区的洪量对相应总洪量的贡献大小除了比例上稍有区别外，跟汛期径流量是大致一样的。在各时段洪量地区组成中，最大3 d、7 d、15 d洪量处于前5位的始终是梁济运河后营站、洙赵新河梁山闸站、东鱼河鱼城站、泗河书院站和湖区净雨量，只是比例大小稍有不同。从各时段洪量占总洪量的比例来分析，梁济运河后营站、洸府河黄庄站、城河滕县站汛期最大3 d、7 d、15 d洪量占总洪量的比例随统计时段的增长呈现逐渐增大的趋势，但由于洸府河和城河来水相对较小，影响有限，说明梁济运河来水对形成南四湖上级湖洪水的底水作用较大；湖区自身、白马河马楼站年最大3 d、7 d、15 d洪量占总水量的比例随统计时段的增长呈现逐渐减小的趋势，说明湖区降雨来水对三峡洪水洪峰影响作用明显，而白马河相对影响较小；其余各主要河流控制站各时段洪量占比变化不大。

另外，需要指出的是，对于从各控制站至湖区的那部分水量和未能控制的上级湖地区其他部分的水量，在此做了简化计算。实际计算过程中，不应当忽视，应充分考虑其水量对入湖洪水的影响。

2　洪峰地区遭遇分析

洪水遭遇是指干流与支流或支流与支流的洪峰在相差较短的时间内到达同一河段的水文现象。为了为南四湖流域的防洪规划设计提供依据，需统计分析其入湖洪水遭遇规律。洪水遭遇分为洪峰遭遇和洪水过程遭遇两种情况：若各洪源洪峰（日平均流量）同日出现，即为洪峰遭遇；所谓过程遭遇，是指各洪源时段洪量中部分时段有不同程度地重叠现象，重叠部分即为洪量遭遇。这里所谓的洪水遭遇只针对入湖控制站洪水遭遇而言，没有考虑入湖控制站至上级湖区间的河道洪水演进，因为洪水波在控制站以下河道的传播时间一般不长，故这种简化不会影响分析计算的精度。由于过程遭遇计算复杂，本文只分析洪峰遭遇情况。

对于部分站点汛期出现断流的年份，将其从系列当中移除，只计算汛期具有洪峰流量的年份。根据这一原则，各控制站之间的统计年份系列长度不一，为此，只计算洪峰遭遇次数占统计系列长度的比例，即洪峰遭遇的可能性，用Pij表示。计算公式如下：

式中：tij为第i个控制站和第j个控制站的洪峰遭遇次数；Nij为第i个控制站和第j个控制站的系列重合年份的统计数。

通过统计，可得到各控制站所在河流相互之间的洪峰遭遇可能性，其中白马河和泗河的洪峰遭遇的可能性最大，达到了33.33%，梁济运河和洙赵新河、万福河和东鱼河的洪峰遭遇可能性紧随其后，均为30.56%；而洙赵新河和洸府河、洙赵新河和城河、梁济运河和城河、梁济运河和白马河、东鱼河和白马河的洪水遭遇可能性均不足5%。但应当指出的是：梁济运河、洙赵新河和东鱼河的集水面积较大，他们相互之间的洪峰遭遇可能性虽然较小，但对上级湖的入湖洪水影响更大。从河流的地区分布来看，两者皆处于湖西或者湖东地区的河流洪峰遭遇可能性较大，而当两者处于不同分区时，遭遇概率相对较小。

3　结语

本文依据长系列水文实测序列资料，以南四湖为研究对象，从峰现时间、汛期径流量组成、各历时洪量的地区组成3个方面分别定量分析了南四湖的洪水地区组成情况；运用定量公式法分析计算了南四湖流域内主要河流的洪峰遭遇概率。所采用的数据资料可靠性、代表性较好，计算结果可以为南四湖湖区及流域内新建、扩建水利工程等提供参考。

（责任编辑崔春梅）

【中图分类号】TV122

【文献标识码】B

【文章编号】1009-6159（2015）-09-0047-02

收稿日期：2015-04-28

作者简介：李玥璿（1982—），女，助理工程师