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        沂河攔河閘壩對中小洪水的影響分析

        2017-11-29 10:22:58杜慶順王秀慶
        治淮 2017年11期
        關(guān)鍵詞:攔河閘沂河蓄水量

        李 斯 屈 璞 杜慶順 王秀慶

        沂河攔河閘壩對中小洪水的影響分析

        李 斯 屈 璞 杜慶順 王秀慶

        攔河閘壩作為最常見的水工建筑物,在防汛抗旱、蓄水發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖、交通航運和城市景觀等方面起著重要的作用。同時,攔河閘壩的建設(shè)人為改變了河道的自然狀態(tài),特別是改變了河道原有的匯流規(guī)律,極大地影響了洪水過程。在河道遭遇中小洪水時,這種影響更加突出,甚至可能起到?jīng)Q定性作用。

        沂河上游屬山洪性河道,洪水具有陡漲陡落的特點,加之近年來陸續(xù)在干流及主要支流上興建了多座攔河閘壩,給水文預(yù)報、防汛調(diào)度帶來了一定困難。因此,研究沂河攔河閘壩對中小洪水的影響具有重要意義。

        一、基本情況

        1.流域概況

        沂河發(fā)源于山東省沂蒙山脈魯山南麓,南流經(jīng)沂源、沂水、沂南、蘭山、河?xùn)|、羅莊、蒼山、郯城、邳州、新沂等縣(市、區(qū)),在江蘇省新沂草橋鎮(zhèn)苗圩村入駱馬湖。較大支流有東汶河、蒙河、祊河、白馬河等,大部分由右岸匯入。沂河源頭至駱馬湖,河道全長333km,流域面積14795 km2。沂河在彭家道口向東辟有分沂入沭水道,分沂河洪水入沭河;在江風(fēng)口辟有邳蒼分洪道,分沂河洪水入中運河。

        臨沂水文站系沂河干流主要控制性水文站,位于臨沂經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)冠亞星城,集水面積10315km2,設(shè)立于1950年3月。設(shè)站以來,觀測到的最高水位為65.65m、最大流量為15400m3/s,均出現(xiàn)在1957年7月19日。

        1957年特大洪水后,沂河上游先后建成了5座大型水庫(田莊、跋山、岸堤、許家崖、唐村)和22座中型水庫,在流域中下游和較大支流還興建了攔河閘壩等水利工程,對防汛抗旱工作起到了重要作用。

        2.攔河閘壩概況

        沂河臨沂站以上主要有16座攔河閘壩,其中沂河干流11座,祊河5座,除斜午攔河壩為漿砌石壩外,其他均為橡膠壩。另有袁家口子攔河閘、河灣攔河閘正在建設(shè)中。

        沂河干流11座攔河閘壩設(shè)計蓄水總量13471.9萬m3,祊河5座攔河閘壩設(shè)計蓄水總量3651萬m3,合計17122.9 萬 m3。

        攔河閘壩位置情況見圖1。

        二、方法與資料

        本文根據(jù)臨沂站實測徑流資料和主要攔河閘壩蓄水量資料,計算臨沂站逐日徑流量和攔河閘壩逐日蓄水變量,進而分析攔河閘壩調(diào)蓄作用對場次洪水洪量的影響。

        臨沂站實測徑流資料來源于水文部門報汛數(shù)據(jù),主要攔河閘壩蓄水量資料來源于流域機構(gòu)匯總的各攔河閘壩管理部門上報數(shù)據(jù)。

        三、攔河閘壩對中小洪水的影響分析

        1.2017年7月降水情況

        2017年7月,沂河臨沂站以上平均降水量281mm,單站以涑河馬莊水庫站585.5mm最大,降水主要集中在6日、14~15日、26~27日。

        圖1 沂河臨沂站以上攔河閘壩位置示意圖

        圖2 沂河臨沂站徑流過程線圖

        7月6日,受副熱帶高壓西伸北抬和河套低槽東移影響,沂河中上游普降暴雨,部分地區(qū)大暴雨,沂河臨沂站以上平均降水量106mm,暴雨中心位于馬莊水庫;7月14~15日,黃淮地區(qū)有弱切變線生成,受低渦東移影響,沂河中上游降大到暴雨,局地大暴雨,沂河臨沂站以上平均降水量86mm,暴雨中心位于臨沂;7月26~27日,沂河中上游位于副熱帶高壓邊緣,午后至夜間降中等陣雨,沂河臨沂站以上平均降水量40mm,暴雨中心位于王家邵莊。

        2.沂河臨沂站實測洪水過程

        與降水過程相對應(yīng),2017年7月沂河臨沂站出現(xiàn)三次中小洪水過程。

        7月6日18時12分,臨沂站流量從1m3/s(相應(yīng)水位59.09m)起漲,6日21時出現(xiàn)洪峰流量245m3/s(相應(yīng)水位59.30m),7日12時,流量降至20m3/s(相應(yīng)水位 59.08m)。

        7月14日18時30分,臨沂站流量從40m3/s(相應(yīng)水位59.63m)起漲,16日14時30分出現(xiàn)洪峰流量994m3/s(相應(yīng)水位58.98m),20日15時22分,流量降至22.2 m3/s(相應(yīng)水位 58.03m)。

        7月26日8時,臨沂站流量從75m3/s(相應(yīng)水位 59.02m)起漲,30 日10時04分出現(xiàn)洪峰流量394m3/s(相應(yīng)水位58.36m),8月1日8時,流量降至154m3/s(相應(yīng)水位58.07m)。

        3.攔河閘壩蓄水變量情況

        7月6~10日,臨沂站以上攔河閘壩共攔蓄水量2058.25萬m3,下泄水量2470.15萬m3,實際相當(dāng)于下泄水量411.9萬m3;7月14~20日,臨沂站以上攔河閘壩共攔蓄水量3557.65萬m3,下泄水量2504.65萬m3,實際相當(dāng)于攔蓄水量 1053萬 m3;7月26~31日,臨沂站以上攔河閘壩共攔蓄水量751.5萬m3,下泄水量1348.5萬m3,實際相當(dāng)于下泄水量597萬m3。

        4.攔河閘壩對臨沂站洪水的影響

        由圖2可以看出,攔河閘壩的調(diào)蓄作用直接改變了臨沂站洪水過程。

        洪水來臨前及洪水過程前期,攔河閘壩下泄部分蓄水以騰出庫容迎接洪水,導(dǎo)致臨沂站實測洪量增大:7月6~7日臨沂站以上主要攔河閘壩實際下泄水量947.5萬m3,臨沂站實測洪量1717.8萬m3,如無攔河閘壩調(diào)蓄,臨沂站洪水總量為770.4萬m3,攔河閘壩下泄的洪量占臨沂站實測洪水總量的55.2%,臨沂站實測洪量為扣除攔河閘壩調(diào)蓄影響洪量的223.0%;7月13~16日臨沂站以上主要攔河閘壩實際下泄水量1410.9萬m3,臨沂站實測洪量11712.4萬m3,如無攔河閘壩調(diào)蓄,臨沂站洪水總量為10301.5萬m3,攔河閘壩下泄的洪量占臨沂站實測洪水總量的12.0%,臨沂站實測洪量為扣除攔河閘壩調(diào)蓄影響洪量的113.7%。

        洪水過程后期及退水階段,攔河閘壩攔蓄部分洪水以供取用水所需,導(dǎo)致臨沂站實測洪量偏?。?月8~10日臨沂站以上主要攔河閘壩實際攔蓄水量 535.5萬 m3,臨沂站實測洪量3136.6萬m3,如無攔河閘壩調(diào)蓄,臨沂站洪水總量為3672.1萬m3,攔河閘壩攔蓄的洪量占臨沂站實測洪水總量的17.1%,臨沂站實測洪量為扣除攔河閘壩調(diào)蓄影響洪量的85.4%;7月18~21日臨沂站以上主要攔河閘壩實際攔蓄水量2103.6萬m3,臨沂站實測洪量4484.6萬m3,如無攔河閘壩調(diào)蓄,臨沂站洪水總量為6588.2萬m3,攔河閘壩攔蓄的洪量占臨沂站實測洪水總量的46.9%,臨沂站實測洪量為扣除攔河閘壩調(diào)蓄影響洪量的68.1%。

        四、結(jié)語與討論

        1.結(jié)語

        (1)中小洪水情況下,臨沂站以上攔河閘壩的調(diào)蓄作用對洪水過程具有一定影響。洪水來臨前及洪水過程前期,攔河閘壩下泄部分以往的蓄水造成洪量偏大。洪水過程后期及退水階段,上游來水被攔蓄導(dǎo)致實際洪量偏小。

        (2)攔河閘壩對洪水的影響不確定性較大。臨沂站以上攔河閘壩分屬不同單位管理,如沂水橡膠壩、芭山橡膠壩屬跋山水庫管理處管理,斜午攔河壩屬斜午灌區(qū)管理所管理,葛溝攔河壩屬葛溝灌區(qū)管理處管理,臨沂城區(qū)段柳杭橡膠壩、桃園橡膠壩、小埠東橡膠壩屬臨沂市園林局管理。攔河閘壩管理部門跨行政區(qū)、跨行業(yè),各攔河閘度運用所服務(wù)的對象與目標(biāo)不盡相同,攔河閘壩缺乏統(tǒng)一調(diào)度。遭遇中小洪水時,部分?jǐn)r河閘壩蓄水,部分?jǐn)r河閘壩下泄,導(dǎo)致攔河閘壩對洪水影響的不確定性大大增加。

        2.討論

        攔河閘壩對河道連續(xù)性造成了較大影響,改變了河流水文要素,使流域水循環(huán)過程更加復(fù)雜,流域水文系統(tǒng)的輸入信息及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化,對流域洪水形成與轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生了深刻影響,使基于歷史實測資料推求的洪水預(yù)報方案產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差,增加了洪水預(yù)報難度。解決這一問題的關(guān)鍵在于水情信息的及時性。目前沂河各攔河閘壩尚未建立正常的報汛制度,水文部門在進行洪水預(yù)報作業(yè)時往往不能及時掌握攔河閘壩的控制運用情況。建議在各攔河閘壩建立水文自動測報系統(tǒng),便于水文部門及時掌握攔河閘壩運用情況,提高實時預(yù)報的準(zhǔn)確性

        (作者單位:沂沭泗水利管理局水文局 221018)

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