臨沂市淮河流域重點平原洼地洪澇災害分析

許 旺

（水發(fā)規(guī)劃設計有限公司，山東 濟南 250000）

淮河流域山東省臨沂市重點平原洼地治理工程位于沂、沭河流域及中運河流域內(nèi)，區(qū)內(nèi)河流眾多，河網(wǎng)密布，其中沂河為臨沂境內(nèi)最大的山洪河道，沭河為臨沂境內(nèi)第二大河，也是臨沂地區(qū)的山洪出境河道，中運河流域位于臨沂市南部、郯城縣西部和蒼山縣絕大部分及費縣小部分地區(qū)。其中全部蒼山境內(nèi)河道、郯城境內(nèi)的武河和黃泥溝、羅莊區(qū)境內(nèi)的南涑河和陷泥河均屬于中運河水系，臨沭縣境內(nèi)的全部河道和河東區(qū)境內(nèi)的湯河為沭河水系；其它河道均為沂河水系。

1 研究區(qū)氣象地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 氣象水文特征

1）降雨量分配特性。研究區(qū)域區(qū)洪水主要由暴雨形成，洪水發(fā)生季節(jié)與雨季相一致，一般在7～8月份，汛期一般90 d左右，最長達120 d，最短僅有30 d左右。由于7、8月份暴雨多、強度大，洪水來勢猛，而該地區(qū)地勢低洼，河道渲泄能力不足，極易發(fā)生洪澇災害。

2）降雨量地區(qū)分布特征。臨沂市北部為沂蒙山區(qū)，南部為沂沭河下游沖積平原。受自然地理與氣候等因素影響，年降雨量地區(qū)分布特征是：東大西小，南大北小，具有從東南向西北遞減趨勢。根據(jù)臨沂市各地降雨量分布情況，按照全國劃分的五大類型地帶，全市有3/5左右的地區(qū)屬于濕潤帶，其余為過渡帶，工程區(qū)內(nèi)郯城、蒼山、羅莊、蘭山、河東、臨沭6縣（區(qū)）多年平均降雨量均在800 mm以上，全部屬于濕潤帶。但該區(qū)降雨量主要集中在夏秋季節(jié)，變率較大，具有過渡帶的特點，易受洪澇災害威脅。

3）降雨量年際、年內(nèi)變化特征。臨沂市降雨量年內(nèi)分配很不均勻，全年降雨量主要集中在6～9月份，約占全年降雨量的75%左右，其中50%又集中在7～8月份，最大月降雨量大都集中在7月份，區(qū)內(nèi)雨季較短，雨量集中，春旱夏澇嚴重。

1.2 地質(zhì)構造

1）工程地質(zhì)。臨沂市北部為沂蒙山區(qū)，南部為沂沭河下游沖積平原。工程區(qū)位于沂沭深斷帶丘陵、剝蝕平原區(qū)及魯中南塊隆中低山區(qū)的南端，屬于臨沂—郯城—蒼山剝蝕堆積平原區(qū)。就整個地勢而言，自北向南傾斜，區(qū)內(nèi)最高海拔高度為吳坦河上游的傳經(jīng)山，海拔高度為232 m，其次為臥牛山，海拔高度為224 m，大蒼山海拔高度為181.2 m。流域內(nèi)地貌形態(tài)主要以沖積平原及河谷地貌為主。

2）水文地質(zhì)概況。沂沭河平原區(qū)，臨沂一帶為山前沖、洪積傾斜平原，巖性為粗砂、礫石，蒼山一帶為細粉砂，向南漸變?yōu)闆_積亞砂土、湖積亞黏土夾薄層粉砂或黏土夾砂姜。兩河流域區(qū)水系較為發(fā)育，各河流間地勢低，地下水與地表水關系密切，流向復雜，總體流向由西北部和東部分水嶺流向平原區(qū)。主要地下水類型為孔隙水、裂隙溶洞水，前者賦存于第四系松散堆積物中，后者賦存于基巖裂隙溶洞中。

2 淮河流域洪澇災害時空分布特征

為了進一步研究臨沂市淮河流域洪澇災害的時間分布特征，對1961—2006年的年降雨量作小波變換，結果見圖1所示?？梢钥闯觯诹饔驈搅餮葑冞^程中，21～32年的時間尺度最大，表明時間尺度最明顯。10～20年時間尺度的周期性變化次之，其他時間尺度的周期性變化較小。

圖2 小波系數(shù)模的等值線圖

圖1小波系數(shù)等值線圖

圖1 是小波系數(shù)實部的等高線圖，其中橫坐標是時間（年），縱坐標是時間尺度，圖中的等價為正時，意味著降雨量相對豐富。當為負時，意味著降雨量減少，并用虛線繪制。從圖1中可以清楚地看到降雨演變過程中存在的多時間尺度特征。由圖1可知，在流域降雨演變過程中，存在3種類型的周期性變化模式，即21～32年，10～20年和3～9年。其中，在21～32年尺度上出現(xiàn)了枯—豐交替的兩次震蕩；在10～20年時間尺度上存在4次震蕩。同時，可以看出，上述兩個尺度的周期性變化在整個分析期間非常穩(wěn)定，具有全局性；而3～9年尺度的周期變化，在1970～1985年表現(xiàn)的較為穩(wěn)定[1]。

小波系數(shù)的模值是對應于時域中不同時間尺度的變化周期的能量密度分布的反映。系數(shù)模值越大，相應時間段或比例的周期性越強。從圖2

小波方差圖反映了徑流時間序列的波動能量隨尺度a的分布。它可用于確定降雨演變過程中存在的主要循環(huán)。研究區(qū)降雨的小波方差圖有三個不同的峰值（見圖3），它們依次對應16年，26年和6年的時間尺度。其中，最大峰值對應16年的時間尺度，表明16年的時間最強，是研究區(qū)年降雨量變化的第一個主要時期；26年的時間尺度對應于第二個峰值，這是徑流變化的第二個主要時期，第三個峰值對應于6年時間尺度，這是研究區(qū)降雨的第三個主要時期。這表明上述三個波動周期控制了整個時域降水的變化特征。

3 淮河流域洪澇災害主要影響因素分析

3.1 研究區(qū)域主要災情統(tǒng)計

圖3 小波方差圖

由于1194—1855年黃河長期奪淮的影響，淮、沂、沭、泗下游入海河道全部淤廢，魯西南等廣大平原的排水河道，也因黃河的屢次泛濫，淤塞破壞，導致整個流域的水系統(tǒng)無序化。上游和中游的雨水難以排放，下游入海不順暢，洪水災害持續(xù)多年[2]。據(jù)歷史資料統(tǒng)計，1855—1949年的95年中，山東淮河流域內(nèi)河發(fā)生洪澇災害有62年次，平均1.53年一次，以1911、1947年最重，成災州縣占州縣總數(shù)的85%和82%；黃河決溢發(fā)生洪災30余年次，以1855、1935年最重，成災州縣占州縣總數(shù)的50%。

據(jù)統(tǒng)計，在1949—2005年的56年間，洪水發(fā)生了33次，平均每年為1.69次。該流域年平均災害面積占耕地面積的11.2%，最高為66.8%。受災害影響的地區(qū)是20世紀50年代最大的地區(qū)，占耕地面積的16.4%。

圖4為臨沂市淮河流域受災面積統(tǒng)計，從圖中可以直觀的看出受災面積較大的年份分別為1963、1974、1990、1991、1993、2005 年，與臨沂站1961—2006年降雨量統(tǒng)計數(shù)據(jù)對比不難發(fā)現(xiàn)這些年份降雨量都比較大，說明洪澇災害主要原因由降雨引起，對研究區(qū)域降雨趨勢預測及研究有重要意義[3-4]。

圖4 臨沂市重點平原洼地歷年洪澇災害統(tǒng)計

3.2 淮河流域洪澇災害特點

1）災害頻繁，受災面積大。據(jù)資料統(tǒng)計，山東省淮河流域受災較為嚴重的有1954、1956、1957、1963、1970、1974、1984、1990、1993 和 2003 年，多年平均受災面積27.22萬hm2，且每3～5年就發(fā)生一次大的澇災。

2）洪澇災害并發(fā)，因洪致澇現(xiàn)象明顯。流域內(nèi)平原區(qū)地勢低下，河道泄流能力小、排水困難，洪澇相互影響，因洪致澇的現(xiàn)象非常明顯。1954、1957、1963、1991、2003 等年份發(fā)生的洪水致使區(qū)內(nèi)的澇災相當嚴重。由于河道行洪，田間澇水無法排出，形成“關門淹”。

3）洪澇損失嚴重，影響大。流域內(nèi)平原區(qū)的耕地較多，人口密集，而洪水峰高量大，地勢平緩，洪水持續(xù)時間較長，因此，一旦發(fā)生澇災，經(jīng)濟損失非常嚴重。由于平原區(qū)是山東省的糧食主產(chǎn)區(qū)，澇災對人民群眾生產(chǎn)、生活產(chǎn)生極大地影響，嚴重影響了社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展。

3.3 致災原因分析

淮河流域重點洼地受地理位置、氣候及工程條件的影響，使洼地澇災的產(chǎn)生有多種形式：

1）該地區(qū)汛期容易發(fā)生集中性暴雨。一般情況是第一次暴雨后，土中水份已經(jīng)飽和，到第二次、第三次暴雨時，地面積水劇增，加上河道水位猛漲，排水不及時就造成嚴重的內(nèi)澇災害。

2）內(nèi)部排水系統(tǒng)尚未完善，河道淤積，建筑物毀壞，排澇標準低，排水系統(tǒng)功能不夠完善。

3）沿湖、沿運低洼地帶建有控制建筑物，汛期河、湖遇中、小洪水時，水位就高出地面，而且時間一般長達2～3個月，雖可拒外河水倒灌，但當?shù)赜晁涂退疅o法自排。

4）工程管理設施落后，湖洼地區(qū)的水情、工情、災情信息采集能力非常薄弱，不能夠為工程管理提供有力的技術支持。

總之，通過對臨沂市淮河流域受災面積進行分析可知，受災面積較大的年份分別是1963、1970、1974、1990、1991、1993、2005 年與年降雨量數(shù)據(jù)對比不難發(fā)現(xiàn)這些年份降雨量都比較大，說明臨沂市淮河流域洪澇災害大部分由降雨引起，主要為雨澇，所以對研究區(qū)域降雨趨勢預測及研究有重要意義。