鲁北地区暴雨洪水特性与现状工程防洪能力分析

鲁北地区暴雨洪水特性与现状工程防洪能力分析作者：天天论文网日期：2016-6-177:57:12点击：4鲁北地区(即山东海河流域)南依黄河、金堤河，西、北隔卫运河、漳卫新河与河南、河北两省相望，东临渤海，东西长360km，南北宽80km，面积30945km2。自古以来，该地区就是暴雨洪水频发地区，浩浩荡荡的洪水，淹没农田，冲毁室庐，溺毙人口，严重危害人民的生产、生活。新中国成立后1961年、1963年、1964年、1990年发生的暴雨洪水，更对经济社会发展造成了巨大损失。深入探索鲁北地区的暴雨洪水规律和特性，并据此完善相应的防洪措施，具有十分重要的现实意义。1暴雨特性1.1降雨特点鲁北地区属华北季风区，来自我国东南沿海和太平洋面的暖湿气团是造成鲁北地区降水的主要因素。鲁北地区多年平均年降水量564mm，降水量的年际变化较大，丰水年的1964年降水量高达993.2mm，1968年(枯水年)降水量仅为333.9mm。由于受季风气候影响，降水量年内变化也较大，有显著的季节性，汛期6—9月降水量占全年降水量的约80%。1.2暴雨成因造成鲁北地区暴雨的主要成因有两个，一为天气系统因素，二为地理、地形因素，其中天气系统因素是造成暴雨的主要因素。鲁北地区暴雨天气系统主要有三种类型。a.气旋型。6月下旬至7月上旬，副热带高气压脊线推进到30°以北，气旋开始明显影响鲁北地区，由于气旋扰动，便产生暴雨。气旋型暴雨的特点是量大、雨急、历时长、范围广。据对1953—1998年1653次暴雨的统计，气旋雨有565次。b.冷锋型。进入7月以后，冷锋云系常常带来较大暴雨，同时伴有雷鸣、大风。影响鲁北地区的冷锋雨带，一般是东西向、东北或西南向，由西北向东南方向移动，移动速度较快。因此，冷锋形成的暴雨量小、雨急、不均匀、历时较短。据对1953—1998年1653次暴雨的统计，冷锋雨有830次。c.静止锋型。静止锋型暴雨一般雨急、量大、范围广、历时长，常常造成阴雨连绵的天气，鲁北地区的长历时暴雨，多由此种天气系统造成。1.3暴雨特性a.暴雨面深关系。鲁北地区发生的暴雨，80%的范围都达六七个县，由此可知，暴雨点面系数全区差别不大。同一场暴雨不同历时的点面系数，一般随历时的减小而降低。［1］b.暴雨时深关系。发生在鲁北地区的暴雨中，24h暴雨占比重较大，也就是短历时暴雨居多，长历时暴雨较少。在24h中，主雨又多集中在6h之内，即降雨强度大，历时短。c.雨型特点。鲁北地区暴雨雨型比较复杂，长短历时暴雨各有特点。对于短历时暴雨，一般主雨靠前，少数主雨居后。而长历时暴雨中，则次雨在前，主雨在后。由于鲁北各河较弯曲，比降较小，大量引黄造成地下水位较高，土壤含水量趋于饱和，后期主雨到来时往往造成涝灾。2洪水特性2.1洪水组成鲁北地区的洪水主要是暴雨洪水，暴雨与洪水在时间上对应关系一致。但入汛后的第一次洪水，不仅有暴雨，还有各拦河闸汛前拦蓄的枯季径流，使洪水总量与流域面雨量不相对应。2.2洪水季节特征鲁北各河的洪水大都出现在汛期的6—9月，其中发生在7、8两个月的频率最高。据实测，徒骇河宫家闸发生的3次大洪水时间分别是1977年7月6日、1962年8月21日、1963年8月31日;马颊河大道王闸发生的3次大洪水时间分别是1974年8月11日、1977年8月7日、1990年7月24日。2.3洪水传播特点鲁北地区各河，河势弯曲，比降较小，汇流历时较长，涨水一般2～3天，洪峰持续约半天到1天，落水历时则长达10～15天，特别是在汛期连续暴雨情况下，前一次暴雨洪水尚未退尽，后一次暴雨洪水接踵而至，形成持续时间更长的连续洪水［2］。据推算:徒骇河从源头聊城市莘县相庄闸至最末一级拦河闸(滨州市沾化区坝上闸)，长310.8km，洪水传播历时81h;马颊河从源头聊城市王铺闸至最末一级拦河闸(滨州市无棣县马村闸)，长260.6km，洪水传播历时71h;德惠新河从源头德州市平原县王凤楼闸至最末一级拦河闸(滨州市无棣县胡道口闸)，长150.8km，洪水传播历时41h;漳卫新河从上游漳河岳城水库至最末一级拦河闸(滨州市无棣县辛集闸)，长452km，洪水传播历时114h。3现状工程防洪能力分析3.1防洪河道分布与河道特征鲁北地区防洪河道的发育、形成和流向与地理位置和地形密切相关。由于历史时期黄河曾经在鲁北地区长期流经、屡次决口、频繁改道，曾先后出现过数十条大大小小的泄洪河道，后经千百年演变和人类活动影响，现在形成了徒骇河、德惠新河、马颊河、卫运河和漳卫新河5大防洪干流河道，其中徒骇河长421.5km，德惠新河长172.6km，马颊河长338km，卫运河长157km，漳卫新河长244km。因鲁北地区的地势是南高北低、西高东低，因此，这5条河道中，除卫运河由南而北流至天津外，其余4河均自西而东流入渤海。鲁北地区的防洪河道，既有从外省流入鲁北的客水河道，又有源自当地的内河;既有雨源性坡水河道，又有排泄邻省山洪的河道。这些河道的洪水主要发生在汛期的6—9月，具有坡度缓、汇流速度慢、洪水涨落缓慢、泄洪持续时间长等特征，在非汛期且无黄河水补给时，基流很小，甚至常出现断流或干涸。3.2防洪河道现状鲁北地区的徒骇河、德惠新河、马颊河和漳卫新河均系20世纪六七十年代治理的，防洪标准普遍偏低，徒骇河、马颊河为20年一遇防洪标准，德惠新河为10～15年一遇防洪标准，漳卫新河强迫行洪5000m3/s时，洪水位高出两岸地面2.5m以上，其他中小河流防洪标准更低。经过几十年的运行，徒骇河河底现已淤高1.5～2.0m以上，马颊河河底淤高3.5m，德惠新河河底淤高3.0m，漳卫新河河底淤高4.0～5.0m，其他中小河流河底也普遍淤高1.0～2.0m。各河的洪堤防也被风雨剥蚀得低矮单薄。3.3河道防洪能力分析各防洪河道的严重淤积、河床抬高，导致防洪能力普遍衰减，据防汛部门测算，徒骇河防洪能力比设计泄洪标准1410m3/s降低40%，德惠新河防洪能力比设计泄洪标准472m3/s降低40%，马颊河防洪能力比设计标准1030m3/s降低50%，漳卫新河防洪能力比设计标准3500m3/s降低47%，卫运河防洪能力比设计标准也有降低，其他中小型河道防洪能力比设计标准降低20%～40%。4特大暴雨洪水发生时的紧急抢险措施鲁北地区的暴雨来势猛、雨量大、范围广，河道洪水洪峰高、流量大、历时长，特别在各防洪河道防洪能力普遍衰减的情况下，该地区的防洪压力大，危险因素多，一旦有特大暴雨洪水发生，应采取以下紧急抗洪抢险措施:确指挥，防汛部门日夜值班，密切监视雨情、水情、工情和灾情变化坚持统一联合调度的原则，统一调度实施防洪措施［3］;时调运或空投食物、衣被、救生器材和药品，搭建生活设施，确保群众生命安全、身体健康;力量坚守河道、堤坝，组成人防长城，抢险堵漏，确保河道不决口，洪水不外溢;险物资运输及时，一旦发生通信中断、交通阻塞，立即组织抢修，确保指挥系统畅通、抢险物资供应及时。?参考文献［1］宗先国，吕祖峰，张超英．鲁北平原区暴雨洪水特性分析［J］．山东水利，1999，12(12):14-15．［2］山东省水利厅水旱灾害编委会．山东水旱灾害［M］．郑州:黄河水利出版社，1996．［3］刘继磊．沂河曹沟橡胶坝防洪调度相关问题研究［J］水利建设与管理，2014(7):57．