棗莊市水文特性分析研究

鄭 琪

一、地區(qū)概況

棗莊市地處魯南，地勢(shì)由東北向西南傾斜，屬淮河流域南四湖水系，總面積4563km2，轄五區(qū)一市和一個(gè)高新區(qū)。

棗莊市地形地貌復(fù)雜多變，由東向西，依次跨越山區(qū)、丘陵、平原、濱湖、沿運(yùn)、低洼濕地。本區(qū)屬北溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，具有雨量豐沛、夏雨集中、春風(fēng)大、回暖早、四季分明的氣候特征。全市較大河流有中運(yùn)河、界河、北沙河、城河、漷河、十字河、薛城沙河、嶧城大沙河、陶溝河等，均為季風(fēng)性雨源型河流。

棗莊市現(xiàn)有水文站7處，水位站12處，雨量站64處，水質(zhì)監(jiān)測(cè)站52處，地下水監(jiān)測(cè)站150處，澇洼地淹沒(méi)監(jiān)測(cè)站20處，構(gòu)成了布局科學(xué)、功能齊全的水文監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，收集了全面系統(tǒng)的水文資料。

二、降水

1.年際變化

分別繪制棗莊市1951～2010年降水系列過(guò)程線和降水系列距平累積曲線，如圖1、圖2，據(jù)此分析降水年際變化特征。

全市多年平均降水量803.7mm，最大年降水量1237.0mm（2003年）為最小年降水量487.1m（1988年）的2.54倍，降水量年際變化大，呈現(xiàn)明顯的豐、枯周期性變化特性。

1951～1975年間，在過(guò)程線上多數(shù)年份降水量在多年平均值以上，距平累積曲線為上升趨勢(shì)，是明顯的豐水期；1976～2002年間，距平累積曲線為下降趨勢(shì)，絕大多數(shù)年份降水量都小于多年平均值，這一時(shí)期劃分為枯水期；2003～2008年間，距平累積曲線為上升趨勢(shì)，標(biāo)志著進(jìn)入了新一輪豐水期，2009年后，距平累積曲線又為下降趨勢(shì)，預(yù)示著又進(jìn)入了枯水期。如圖1、圖2所示，通過(guò)60年的歷史降水?dāng)?shù)據(jù)可以看出，降水變化連豐或連枯現(xiàn)象十分明顯，這為預(yù)測(cè)未來(lái)降水量變化趨勢(shì)、做好防汛抗旱工作提供了科學(xué)依據(jù)。

2.地區(qū)分布

該地區(qū)降水主要受西南暖濕氣流的影響及地形抬高的作用，夏季多雨，降水量地區(qū)分布不均衡。年降水量受地形影響較為明顯，自西向東隨地形抬高逐漸增加，東部山區(qū)屬降水高值區(qū)，多年平均降水量近900mm，西北瀕湖地區(qū)屬低值區(qū)，多年平均降雨量?jī)H700mm；行政區(qū)間降水量相差較大，西部滕州、薛城多年平均雨量較小，東南臺(tái)兒莊、嶧城，東北山亭等地雨量稍大，中東部市中區(qū)多年平均雨量最大，自西向東變化范圍從760～850mm。

3.年內(nèi)變化

圖1 棗莊市1951～2010年降水系列過(guò)程線圖

降水的季節(jié)性變化較大，時(shí)空分布不均勻，多年平均1～5月降水量為151.7mm，占年平均降水量的18.8%，汛期（6～9月）為583.7mm，占年平均降 水 量 的 72.3%，10～12月 為71.9mm，占年平均降水量的8.9%，主汛期 7～8月約占全年降水量的50%。降雨集中導(dǎo)致汛期暴雨往往形成較大洪水，甚至造成洪澇災(zāi)害。

4.暴雨特征

該市降雨以短歷時(shí)暴雨居多，長(zhǎng)歷時(shí)暴雨較少，在短歷時(shí)暴雨中，主雨多集中在6h以內(nèi)，強(qiáng)度大，歷時(shí)短。多年平均暴雨強(qiáng)度在90~120mm/24h之間，多年平均最大24h降雨量分布趨勢(shì)與年降雨量分布趨勢(shì)基本一致。西部、南部平原區(qū)低，自西向東隨地勢(shì)增高逐漸增加，高值區(qū)在市域東北部徐莊至周村一帶，在120mm以上。該區(qū)暴雨多集中在5～9月，以7月中下旬至8月中上旬最為集中。

三、蒸發(fā)

1.蒸發(fā)能力時(shí)空分布

全市多年平均陸上水面蒸發(fā)量為976.5mm，年內(nèi)分配不均，最大月蒸發(fā)量出現(xiàn)在六月份，多年平均為141.2mm，占年蒸發(fā)量的14.5%；最小月蒸發(fā)量出現(xiàn)在一月份，多年平均24.0mm，占年蒸發(fā)量的2.5%，最大月蒸發(fā)量是最小月蒸發(fā)量的5.9倍。

水面蒸發(fā)量年際變化較大，最大年蒸發(fā)量1418.0mm，最小年蒸發(fā)量649.7mm，最大值為最小值的2.18倍，這主要受降雨、氣溫、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、空氣濕度等氣象因素的影響。

水面蒸發(fā)量的地區(qū)分布比較均勻，北部山丘區(qū)與南部沿運(yùn)河及濱湖地區(qū)十分接近。

2.干旱指數(shù)

全市平均干旱指數(shù)1.12，干旱指數(shù)數(shù)值由東南向西北逐漸增大，高值區(qū)位于西北部界河、北沙河流域，低值區(qū)位于嶧城區(qū)、市中區(qū)的東部南部和臺(tái)兒莊區(qū)。按照干旱指數(shù)的氣候分帶標(biāo)準(zhǔn)，棗莊市都屬于半濕潤(rùn)氣候帶。

四、徑流

棗莊市多年平均年徑流量為11.17億 m3，徑流深 245.5mm，徑流系數(shù)為0.30。徑流具有年際變化大，豐枯交替，連豐與連枯并存，年內(nèi)徑流高度集中的特點(diǎn)。

1.地域分布

全市年徑流深在地域上分布不均，變化范圍在200~360mm之間，其分布趨勢(shì)自東北向西南遞減，高值區(qū)中心在抱犢崮山區(qū)，年徑流深在350mm以上；西部滕州市濱湖一帶、中運(yùn)河以北、嶧城南部、臺(tái)兒莊北部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，是年徑流的低值區(qū)，在200mm以下。高值區(qū)的年徑流量是低值區(qū)的1.8倍，而高值區(qū)的降水量?jī)H比低值區(qū)大10%左右，說(shuō)明徑流的地域分布不均勻性遠(yuǎn)比降水量分布的不均勻程度要大。

2.年際變化

徑流量的年際變化比降水還要大。最大年徑流深592.5mm，最小年徑流深35.4mm，極值比為16.7，全市年徑流深變差系數(shù)Cv值一般在0.60～0.80之間，變化的總趨勢(shì)是自東北向西、向南平原區(qū)逐漸增大，符合平原區(qū)年徑流的年際變化大于山區(qū)的一般規(guī)律。徑流量的年際變化不僅幅度大，而且有豐枯交替、連豐與連枯并存的現(xiàn)象。

3.年內(nèi)時(shí)空分布

市轄河流多屬降水補(bǔ)給型，徑流的年內(nèi)分配主要受降水制約，變化十分劇烈。多年平均徑流量80%在汛期（6～9月），且集中于 7、8月，最大月徑流量出現(xiàn)在7月，占年徑流量的30%以上，12月至次年4月，多年平均徑流量不足年徑流量的10%。汛期河水暴漲暴落，極易形成洪澇災(zāi)害；枯季徑流量很少，常常干涸斷流。

4.洪水特征

該區(qū)洪水多發(fā)生在7月底8月初，主要是暴雨洪水，河流源短流急，洪水暴漲暴落。近十幾年來(lái)，由于受水利工程的影響，河道修建大量的堰閘、橡膠壩，節(jié)節(jié)攔蓄補(bǔ)給地下水，入汛的首次洪水，不僅有雨水，還有閘壩攔蓄水量，使得洪水總量與流域降水不對(duì)應(yīng)，在進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)與水文分析計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮，以提高洪水預(yù)報(bào)精度。

五、水資源

1.水資源總量

全市多年平均地表水資源量為11.17億m3，地下水資源量為7.22億m3，扣除重復(fù)量3.73億m3，水資源總量14.66億m3。當(dāng)?shù)氐乇硭Y源在保證率50%情況下可供水量為4.30億m3，地下水可開(kāi)采量為6.30億m3。

2.水資源特點(diǎn)

（1）總量不足，人均水資源量較低

棗莊市人均占有水資源量372m3，大大低于國(guó)際公認(rèn)的人均水資源量1000m3的危機(jī)區(qū)界限，屬于人均占有水資源量低于500m3的嚴(yán)重資源型缺水區(qū)。

（2）地區(qū)分布不均

降雨量空間分布不均和水文地質(zhì)構(gòu)造的差異造成水資源區(qū)域上分布不均。東南臺(tái)兒莊區(qū)及沿湖地區(qū)地表水資源豐富；滕西平原、羊莊盆地、荊泉地區(qū)、嶧城地區(qū)等地下水資源豐富；滕北丘陵、山亭斷塊等地下水資源貧乏，可開(kāi)采量較小。

（3）年際、年內(nèi)變化顯著

由于降雨時(shí)空分布不均，致使地表徑流來(lái)量集中，年際、年內(nèi)變化顯著，開(kāi)發(fā)難度大，利用率低。

六、水質(zhì)

隨著工業(yè)發(fā)展和城市化水平的提高，各主要河流普遍存在不同程度的污染，根據(jù)市水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心分析評(píng)價(jià)，主要以有機(jī)污染為主，超標(biāo)（指監(jiān)測(cè)值劣于Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)）污染參數(shù)有化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總磷、五日生化需氧量（BOD5）、氟化物等。

七、結(jié)語(yǔ)

由于受水利工程及氣候等條件變化影響，水文特性也在不斷發(fā)生變化，深入分析本區(qū)域水文特性的變化規(guī)律，對(duì)合理開(kāi)發(fā)利用水資源，指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和水生態(tài)文明建設(shè)具有十分重要的意義■