杜雪梅
(濟南市水文中心,山東 濟南 250014)
2019 年8 月10 日至12 日,受超強臺風(fēng)“利奇馬”影響,濟南市普降200 年一遇的特大暴雨(編號為2019 年1 號洪水“19810”),這次短時間強降水過程對山丘區(qū)河道行洪、水庫蓄水泄洪、城市街道、市區(qū)泉群噴涌等均產(chǎn)生了較強的影響。文章針對暴雨發(fā)生的歷時過程和空間分布特征,選擇臥虎山水庫、小清河黃臺橋水文站、和市區(qū)趵突泉泉群,重點分析了暴雨洪水的水文效應(yīng)。
2019 年8 月10 日10 時至12 日18 時,濟南市自南向北、自東向西普降暴雨至大暴雨,局部特大暴雨。據(jù)濟南市雨水情信息系統(tǒng)統(tǒng)計,自8月10 日8 時起,截至13 日8 時,全市平均降雨量206.1 mm,其中:章丘區(qū)374.9 mm,歷城區(qū)294.5 mm,南山271.6 mm,鋼城區(qū)236.5 mm,萊蕪區(qū)202.5 mm,市區(qū)210.3 mm,長清區(qū)140.3 mm,濟陽區(qū)132.8 mm,商河縣117.9 mm,平陰縣79.6 mm。全市185 個雨量站點中,特大暴雨量級86 處(超過200 mm),大暴雨量級79 處(100~200 mm),暴雨量級20 處(50~100 mm),最大降雨點為章丘閆家峪575.5 mm。
2019 年8 月,受厄爾尼諾事件影響,副熱帶高壓比較強勢,面積較大,而且位置偏南偏西,控制了西北太平洋大部分海域,抑制了熱帶對流云團的發(fā)展。而此片海域正好是臺風(fēng)主要生成的源地。后期副高北抬,前期積蓄已久的能量為臺風(fēng)生成提供了溫床,在這月里海溫高、切變小、初始擾動等因素都為臺風(fēng)生成提供有利條件。8 月中旬“利奇馬”臺風(fēng)影響到濟南。
此次暴雨呈現(xiàn)歷時長、雨強小的特性。整個降雨過程持續(xù)時間長達56 h(其中有效降雨歷時30 h),每小時雨強0.3~10 mm,平均5 mm。
此次暴雨,200 mm 以上的特大暴雨籠罩范圍占濟南市總面積的80%,集中分布在濟南市中東部大部分地區(qū),西部小范圍在200 mm 以下,暴雨中心點位于章丘南部。
“19810”特大暴雨使?jié)鲜袞|南部山區(qū)流域出現(xiàn)洪水,坡道、河道和水庫蓄滿溢流,市區(qū)馬路行洪,泉水噴涌旺盛。
截至8 月13 日8 時,18 座大中型水庫共增加蓄水量12 330 萬m3。其中雪野水庫增加3 311 萬m3,臥虎山水庫增加1 130 萬m3,錦繡川水庫增加2 051 萬m3。8 月11 日17 時至13 日0 時,濟南市(不包括萊蕪區(qū))10 座大中型水庫有5 座陸續(xù)超過汛末允許超蓄水位,分別是杏林、大站、杜張、狼貓山、錦繡川水庫,其中大站水庫最大泄洪流量達到260 m3/s。垛莊水庫提前泄洪,最大流量87 m3/s,水位未超。這次暴雨為水庫調(diào)度提出了挑戰(zhàn),在市防辦和水文中心等部門的共同努力下,水庫未出現(xiàn)險情。章丘、歷城、南山區(qū)降水量較大,5 座水庫流域平均降雨量均超過250 mm以上,章丘區(qū)高達375 mm。因此,降雨量多的地區(qū)水庫進水較多,而西南的崮頭和釣魚臺水庫進水則較少。
其中,截至16 日11 時,臥虎山水庫水位上漲5.9 m、蓄水庫容增加2 760 萬m3,最大下泄流量70 m3/s,分別如圖1、圖2 所示。
圖1 臥虎山水庫流域8 月10 日至13 日降雨—水位相關(guān)圖
圖2 臥虎山水庫8 月15 日至22 日出庫流量—水位相關(guān)圖
此次大暴雨,濟南市18 座大中型水庫8 月份共增加蓄水13 261 萬m3。 其中,臥虎山水庫月內(nèi)增加蓄水2 480 萬m3,錦繡川水庫增加1 626 萬m3,雪野水庫增加2 687 萬m3。
濟南市骨干河道水位全部上漲,流量增大。其中,小清河黃臺橋站實測變化過程見表1。
表1 實測黃臺橋水位~流量過程
小清河黃臺橋水文站水位自8 月11 日6 時至20 時陡漲2.34 m,之后緩漲0.48 m,于12 日11時達到最高水位25.88 m,超過警戒水位0.92 m。8 月11 日20 時15 分實測最大流量136 m3/s。
1)地下水位變化。2019 年9 月1 日全市地下水平均埋深7.76 m。其中鋼城區(qū)平均水位最高,為240.83 m,商河縣平均水位最低,為9.73 m;長清區(qū)平均埋深最大,為15.87 m,天橋區(qū)平均埋深最小,為1.11 m。各區(qū)(縣)地下水動態(tài)情況見表2。
2)趵突泉變化。趵突泉8 月份地下水位最大值為28.66 m,出現(xiàn)在8 月19 日,比起8 月1 日的27.82 m,暴雨過后泉水位上升0.84 m,如圖3 所示。
圖3 2019 年8 月趵突泉地下水位變化過程圖
表2 濟南市2019 年9 月1 日地下水動態(tài)情況表m
3)四大名泉出水量。趵突泉、黑虎泉、珍珠泉、五龍?zhí)端拇笕? 月份總出水量為554 萬m3,較2018 年同期的487.9 萬m3增加13.5%。當月水量最大值為8 月19 日的21.01 萬m3,最小值為8 月1 日的8.86 萬m3。
由于2019 年6~7 月降雨較少,“19810”特大暴雨前,濟南市全市平均降雨量只有271.8 mm,比常年同期少40%,雖然降了特大暴雨,但大部分被植物截流、土壤吸收、小水庫、塘壩攔蓄等,因而未發(fā)生山洪暴發(fā)、泥石流等災(zāi)害。這場特大暴雨使我市的降雨量達到了常年同期水平,一場雨相當于濟南市全年總降水量的1/4。
“19810” 特大暴雨發(fā)生在降雨易發(fā)的主汛期,空間分布均勻,面廣量大。暴雨引發(fā)的水文效應(yīng)主要有河道水庫水位上升、泉水噴涌流量增加,地下水位明顯上升,由于雨強較小,降雨時間較長,未引起較大洪澇災(zāi)害。