李海軍
(江蘇省水文水資源勘測(cè)局連云港分局,江蘇 連云港 222004)
新沂河、新沭河開(kāi)通后,薔薇河從沭河水系中獨(dú)立出來(lái)而自成水系。薔薇河為區(qū)域大型河道,是流經(jīng)連云港市區(qū)的最大河流,屬淮河流域沭河水系新沭河的主要支流之一。薔薇河發(fā)源于馬陵山系的踢球山和宋山西麓,匯汾水沙河和后沭河于吳場(chǎng),經(jīng)臨洪閘入臨洪河出海,薔薇河干流全長(zhǎng)97 km,干流平均坡降0.045‰,河道總流域面積1816 km2,其中吳場(chǎng)至臨洪閘段50.7 km(東海友誼河口至臨洪閘全長(zhǎng)50.66 km),流域面積1349.6 km2,市區(qū)境內(nèi)河長(zhǎng)15.5 km,薔薇河調(diào)水水源源于長(zhǎng)江,上游在東海縣境內(nèi)房山鎮(zhèn)吳場(chǎng)村與淮沭新河相連,下游在連云港市經(jīng)臨洪閘后入海,是一條集防洪、排洪、灌溉、航運(yùn)為一體的綜合利用河流,也是連云港市供水水源,也是市區(qū)重要防洪屏障。
流域內(nèi)現(xiàn)有降水量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)16處,考慮資料系列長(zhǎng)度及降水量站均勻分布的原則,并對(duì)所選降水量站的歷年降水量資料,特別是特殊年份的降水量資料進(jìn)行合理性檢查,確保降水量資料的可靠性、完整性。選取其中代表性站點(diǎn)進(jìn)行分析。
受地理位置、地形和氣候的影響,流域內(nèi)降雨分布不均勻,以20 mm線距繪制1956年~2017年平均年降水量等值線圖,見(jiàn)圖1,從等值線圖上可以看出,薔薇河流域降水量等值線的范圍在880 mm~900 mm左右,且大致自南向北、自東南向西北方向逐漸遞減。
圖1 薔薇河流域1956年~2017年平均年降水量等值線圖
(1)降水量的年際變化
薔薇河流域降水量年際變化較為明顯,1956年~2017年全流域年降水量均值為873.1 mm,全流域面降水量年最大值為1360.2 mm(1960年),最小值為 542.0 mm(1978年),最大、最小面降水量的比值是2.51。單站最大、最小年降水量比值最大的站點(diǎn)麥坡為2.92,比值最小的站點(diǎn)賢官亭為2.28,流域年面降水量均值成果見(jiàn)表1,年分配見(jiàn)圖2。
表1 薔薇河流域1956年~2017年面降水量均值、特征值對(duì)比表
圖2 薔薇河流域1956年~2017年降水量分布圖
(2)降水量的年內(nèi)分配
薔薇河流域降水量年內(nèi)分配很不均勻。流域內(nèi)1956年~2017年系列汛期(5月~9月)降水量占全年的75.93%,6月~8月降水量占全年的58.71%,流域代表站1956年~2017年多年面平均降水量月分配見(jiàn)表2、圖3。
表2 薔薇河流域1956年~2017年平均降水量年內(nèi)分配表
圖3 薔薇河流域1956~2017年多年平均月降水量分配圖
由上可知,薔薇河流域分布特點(diǎn)是降水量年際變化大,年內(nèi)分布不均,汛期降水多且集中。降水量在空間的分布相對(duì)于時(shí)間分布則要均勻得多,薔薇河流域各降水量站多年平均降水量如表3。
表3 薔薇河流域各降水量站多年平均降水量表
由表3可以看出,降水量系列在30年以上的站,降水量相差不大,說(shuō)明面上降水量還是比較均勻的。
根據(jù)1956年~2017年牛山站蒸發(fā)量計(jì)算成果,流域內(nèi)年蒸發(fā)量在700 mm~1100 mm之間,多年平均蒸發(fā)量為858.6 mm,年最大蒸發(fā)量為1986年的1067 mm,年最小蒸發(fā)量為2013年的710.9 mm,其比值為1.50。
蒸發(fā)量年內(nèi)變化較大。夏季氣溫高、蒸發(fā)量大;冬季氣溫低、蒸發(fā)量?。蝗饔蛟伦畲笳舭l(fā)量絕大多數(shù)出現(xiàn)在6月,其蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量16%左右;月最小蒸發(fā)量出現(xiàn)在1月,其蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量的3.0%左右。
根據(jù)薔薇河流域水資源調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告,由于降雨的年內(nèi)分配及多年變化不均,導(dǎo)致徑流的年內(nèi)分配及多年變化不均,從全流域1956年~2017年年平均徑流量月分配比例表(見(jiàn)表4)來(lái)看,全流域汛期(5月~9月)徑流量占全年的99.18%。全流域多年平均7月份徑流占年徑流為45.67%。薔薇河流域汛期徑流集中度比降雨的汛期集中度要大得多。全流域1956年~2017年平均月徑流過(guò)程見(jiàn)圖4。
表4 全流域水資源多年平均徑流量月分配比例表 單位:%
圖4 薔薇河流域1956年~2017年徑流深月過(guò)程圖
從全流域1956年~2017年地表徑流計(jì)算成果看,全流域地表徑流量最大年份出現(xiàn)在2005年,其次為2000年,薔薇河流域1956年~2017年系列地表徑流特征值見(jiàn)表5。
表5 薔薇河流域1956年~2017年系列地表徑流特征值表單位:mm
對(duì)薔薇河流域1956年~2005年系列年地表徑流量進(jìn)行頻率計(jì)算,對(duì)年徑流量采用最小二乘法進(jìn)行頻率計(jì)算,以P-Ⅲ型曲線適線,并用目估適線法調(diào)整,計(jì)算其設(shè)計(jì)年徑流量值。
薔薇河流域年徑流量頻率計(jì)算成果見(jiàn)表6。1956年~2017年系列,豐水年(P=20%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)、特枯水年(P=95%)全流域的設(shè)計(jì)年徑流量分別為4.84億m3、2.99 億 m3、1.91 億 m3、0.88 億 m3,0.71 億 m3、0.46 億 m3。
表6 薔薇河流域1956年~2017年系列年徑流量頻率計(jì)算成果表
根據(jù)1956年~2017年徑流量計(jì)算成果,薔薇河流域多年平均年徑流量為3.37億m3,最大年徑流量為12.99億m3(2005年),是多年平均值的3.85倍,最小年徑流量為0.58億m3(1978年),是多年平均值的0.17倍,年徑流量最大值是最小值的22.4倍。
由以上計(jì)算成果說(shuō)明,薔薇河徑流量年際變化很大,豐水年水量多、棄水多,枯水年水量很少,嚴(yán)重缺水。
本流域?qū)儆谂瘻貛c北亞熱帶的過(guò)渡地帶,環(huán)流季節(jié)變化明顯,流域發(fā)生暴雨的天氣系統(tǒng)主要是切變線,低渦、低槽等作用。各類天氣系統(tǒng)對(duì)暴雨的影響,有各自的季節(jié)特征,這和西太平洋副熱帶高壓及西風(fēng)帶環(huán)流的季節(jié)性北移有關(guān)。
本流域是暴雨區(qū),短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度較大。一般發(fā)生在每年7、8、9月份,24 h最大暴雨一般在 50 mm~100 mm,一次降雨一般在100 mm~150 mm,最大超過(guò)200 mm。2000年8月由于受臺(tái)風(fēng)影響,市區(qū)24小時(shí)最大降水232.7 mm。
連云港市歷來(lái)有“洪水走廊”之稱,歷史上如此,解放后新修了新沂河、新沭河后,“洪水走廊”的嚴(yán)峻防洪形勢(shì)仍不容樂(lè)觀。流域洪水主要由暴雨匯流而成,洪水特性受流域特性和暴雨特性所制約,其特點(diǎn)是量大、匯流時(shí)間短,有單復(fù)或多峰。自建國(guó)以來(lái),流域內(nèi)特大洪水年份有1970年、1974年、2000年,洪水主要多由鋒面雨和臺(tái)風(fēng)形成。
造成薔薇河的持續(xù)高洪水位甚至成災(zāi)的主要原因是新沭河的溢洪,新沭河的洪水來(lái)自上游山東境內(nèi)的沂蒙山區(qū),經(jīng)大官莊閘分洪至我市境內(nèi)的石梁河水庫(kù),經(jīng)水庫(kù)調(diào)蓄削峰后由新沭河向下游泄洪,薔薇河臨洪閘下與新沭河共用入海河道,當(dāng)新沭河溢洪時(shí),迅速抬高了臨洪閘下游水位而造成薔薇河水下泄不暢,致使薔薇河洪水位長(zhǎng)時(shí)間保持在高水位的不利狀態(tài)。流域的暴雨洪水與新沭河的來(lái)水(即沂蒙山區(qū)的暴雨洪水)往往是同頻率相遇的,據(jù)資料統(tǒng)計(jì),以上兩區(qū)域的暴雨洪水同頻率相遇占薔薇河流域洪水次數(shù)的80%,可見(jiàn)薔薇河的防洪形勢(shì)是十分嚴(yán)峻的。同時(shí)薔薇河自身的防洪能力也較差,上游個(gè)別河段現(xiàn)有的堤防標(biāo)準(zhǔn)只達(dá)到十年一遇,它的城區(qū)河段堤防標(biāo)準(zhǔn)較高。
薔薇河流域多年平均水資源總量成果及不同降水頻率相應(yīng)水資源總量分別見(jiàn)表7、8。
表7 薔薇河流多年平均水資源總量成果表
表8 薔薇河流域不同降水頻率相應(yīng)水資源總量表單位:億m3
薔薇河是連云港市的供水水源,流域水質(zhì)狀況良好,常年基本維持在Ⅲ類水左右,河道最主要的補(bǔ)給水源是調(diào)引江淮水,引水通道為淮沭新河。上游功能區(qū)薔薇河?xùn)|海農(nóng)業(yè)用水區(qū),下游功能區(qū)薔薇河連云港市海州飲用水源區(qū),水質(zhì)總體狀況良好。為保持薔薇河流域良好水質(zhì),必須加強(qiáng)水資源保護(hù),加強(qiáng)水土保持、綠化、造林、涵養(yǎng)水源等工作,嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)的污水排放,采取必要措施,隔絕污染源,防止水質(zhì)惡化。
(1)薔薇河流域現(xiàn)在建成的主要水利工程有一座大型水庫(kù),一座中型水庫(kù)和一些小型水庫(kù),以及臨洪閘、臨洪東站、大浦抽水站等水利工程,中小型水庫(kù)對(duì)干流和大支流的水文特性影響不大,而大型水庫(kù)由于集水面積大,庫(kù)容調(diào)蓄能力強(qiáng),對(duì)流域的水文特性有一定影響,在水庫(kù)建成后,在洪水期間,為了下游的防洪需要,可進(jìn)行防洪錯(cuò)峰調(diào)度,以降低下游峰流量,在枯水季節(jié),大型水庫(kù)能使下游河道枯水期流量相對(duì)穩(wěn)定,徑流年內(nèi)分配較天然均勻。將改善下游的水文水資源分配狀況,提高下游地區(qū)的防洪能力,有利于該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。
(2)薔薇河徑流量年際變化很大,豐水年水量多,棄水多,枯水年水量很少,嚴(yán)重缺水。徑流形成較不穩(wěn)定。薔薇河作為連云港市主要供水河道,必須加強(qiáng)水資源保護(hù),保持薔薇河流域水質(zhì)良好,加強(qiáng)水土保持、綠化、造林、涵養(yǎng)水源等工作,嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)的污水排放,采取必要措施,隔絕污染源,防止水質(zhì)惡化。
(3)薔薇河流域地處蘇北平原區(qū)和魯南山丘區(qū)過(guò)渡帶,春旱夏澇是流域的基本特征。本流域是暴雨區(qū),短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度較大,造成薔薇河的持續(xù)高洪水位甚至成災(zāi)的主要原因是新沭河的行洪,同時(shí)薔薇河自身的防洪能力也較差,應(yīng)進(jìn)一步提高河道的防洪標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)做好薔薇河、新沭河的工程調(diào)度,進(jìn)一步完善暴雨洪水的監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng),建立流域水文預(yù)報(bào)系統(tǒng),對(duì)于防災(zāi)、減災(zāi),合理開(kāi)發(fā)流域水資源,發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)具有重要意義。