大汶河流域臺風“利奇馬”暴雨洪水分析

張春霞 張 榮 程 慧

(泰安市水文局，山東 泰安 271000)

2019年8月中旬，受第9號臺風“利奇馬”影響，黃河下游最大的支流大汶河流域發生大范圍強降雨過程，旱澇急轉，境內大汶河干支流發生洪水過程。本文根據流域56個雨量站、水文站、水庫站、地下水井多年水文資料對臺風暴雨洪水特性進行分析，為防洪減災、防御自然災害提供參考。

1 流域概況

大汶河是黃河下游的重要支流，發源于濟南市萊蕪區黃莊鎮臺子村，自東向西流入東平湖，全長209.0km，流域面積8633km2。大汶河中游以上為牟汶河、柴汶河兩大支流，兩支流在岱岳區大汶口鎮匯合為大汶河干流，流域面積為5696km2。其中，支流牟汶河河長119.6km，流域面積3711km2，設有萊蕪水文站、北望水文站；柴汶河河長116.0km，流域面積1944km2，設有樓德水文站。大汶河經過總控制站戴村壩水文站后進入東平湖。

大汶河流域屬于溫帶大陸性半濕潤季風氣候區，降雨時空分布不均，多年平均降雨量為709.0mm。流域地處魯中山區。魯中山區地勢自東北向西南傾斜，境內擁有多種地貌類型，如山地、丘陵、平原、洼地、湖泊等。特殊的自然地理環境致使流域內長期遭受洪、澇、旱等自然災害，而近幾年，6—9月的臺風天氣是主要致害因素之一，因此對臺風暴雨洪水特性進行分析研究具有重要意義。

2 臺風路徑

2019年第9號臺風“利奇馬”于2019年8月4日14時在菲律賓東部海域上空生成，生成后向西偏北方向移動，逐漸逼近東南沿海，強度逐漸加強。10日1時45分在浙江省溫嶺市沿海登陸，登陸時級別為超強臺風。“利奇馬”經過浙江省、江蘇省兩省及黃海海域，11日8時，“利奇馬”北移逐漸影響大汶河流域，受泰山山脈阻擋、地形摩擦作用和動量下傳作用，造成11日白天泰山周邊區域出現8級以上大風，局部地區達到12級。11日20時50分在山東省青島市黃島區沿海第2次登陸，之后“利奇馬”繼續向北移動，在山東半島略有回旋，而后移入渤海并進一步減弱為熱帶低壓，影響減弱。臺風“利奇馬”具有登陸強度強、陸上滯留時間長、風雨強度大、北上影響范圍廣、災情重的特點。

3 暴雨特性分析

受臺風“利奇馬”影響，8月10—13日，大汶河流域自東向西普降大暴雨，局地特大暴雨，流域平均降雨量174.1mm。本次選用流域內的56個雨量站等數據進行統計分析。

3.1 暴雨過程及時空分布

受臺風“利奇馬”外圍云系影響，8月10日10時，大汶河流域開始出現降雨；至10日16時，上游局部地區大雨，流域普降小到中雨；10—11日受臺風過境影響，雨強逐漸增大，強降雨過程覆蓋全流域，10日16時至11日12時整個大汶河流域出現較大強度降雨，11日20時伴隨臺風北移，降雨強度逐漸減小，至13日降雨基本結束。

此次暴雨中心位于流域上游地區，最大點雨量出現在上游的保安莊站，為301.0mm。流域內降雨量分別為：萊蕪區234.3mm、新泰市241.8mm、岱岳區152.2mm、泰山區125.9mm、寧陽縣108.2mm、肥城市83.1mm、東平縣40.2mm。

3.2 短歷時暴雨分析

此次臺風帶來的暴雨呈現雨強大，總量大，覆蓋面廣，自上游向下游逐漸減少的特點。本次降雨最大1h、最大2h、最大3h降雨量均出現在流域上游的保安莊雨量站，分別為72.5mm、73.5mm、73.5mm；最大6h、最大12h、最大24h降雨量均出現在譚家樓雨量站，分別為124.5mm、196.0mm、259.5mm。大汶河流域國家基本水文站代表站短歷時暴雨量統計情況見表1。

表1 大汶河流域代表站短歷時暴雨量及出現時間統計情況

3.3 暴雨特性

3.3.1 暴雨量大

暴雨主要集中在8月10—11日，其中24h降雨量超250mm達到特大暴雨級別的有2個站點，分別為牟汶河上游的譚家樓雨量站和柴汶河上游的關山頭雨量站；降雨量在100～250mm之間達到大暴雨級別的有39個站點，位于柴汶河流域和大汶河中、上游流域；降雨量在50～100mm之間達到暴雨級別的有9個站點，位于大汶河流域中游的泰山區以及肥城市和岱岳區的部分地區；其余6個站點均達到大雨級別，位于大汶河下游的東平縣和肥城市的部分地區。

3.3.2 暴雨籠罩面積大

本次暴雨過程影響了整個大汶河流域，暴雨中心覆蓋面積較廣。降雨量超200mm的區域覆蓋面積為3164km2,占全流域面積的36.7%；降雨量超100mm的區域覆蓋面積為7097km2,占全流域面積的82.2%；降雨量超50mm的區域覆蓋面積為7882km2,占全流域面積的91.3%。

3.3.3 暴雨中心雨強大，持續時間長

本次暴雨不僅籠罩面積大，雨強也大，中心主要集中在萊蕪區及新泰市。同時，暴雨持續時間長，10日16時至11日16時，全流域有44個站點的降雨量超過100mm，占所有雨量站點的78.0%。

4 洪 水

4.1 河流水情分析

受臺風“利奇馬”強降雨影響，大汶河干支流及下游的大清河發生洪水過程。受降雨影響，大汶河入東平湖水量2.80億m3。大汶河主要水文控制站洪水特征見表2。

表2 大汶河干支流控制站洪水特征

4.2 洪水特點

4.2.1 漲洪歷時短、落水較緩慢

由于大汶河系雨源性山區河流，山高坡陡，源短流急，導致洪水具有漲水迅速、落水較緩慢的特點。

北望水文站8月11日10時起漲，11日21時到達峰值，漲洪歷時11.0h，最大1h漲幅140m3/s；樓德水文站8月10日17時開始上漲，起漲時流量為20.9m3/s，至11日15時30分流量達到峰值，漲洪歷時22.5h，最大1h漲幅為102.0m3/s; 大汶口水文站8月11日0時起漲時流量為221.0m3/s，12日1時到達峰值，漲洪歷時25.0h，最大1h漲幅185.0m3/s；戴村壩水文站8月12日5時起漲，8月12日10時實測洪峰流量為1710.0m3/s，漲洪歷時5.0h，最大1h漲幅710.0m3/s，退水歷時166.0h。

4.2.2 前期干旱、洪峰不大

近年來，為提高河道蓄水、涵養水源的能力，緩解水資源供需緊張的矛盾，地方政府在大汶河上建設84 座攔河壩，打造層層攔蓄、梯級開發的河道。此次臺風暴雨前，流域降雨偏少，經歷秋旱春旱，小水庫、塘壩干涸，部分河段斷流；臺風暴雨后，旱澇急轉。此次暴雨雨量雖大，但受下滲、水利工程攔蓄等影響，暴雨產生的洪峰并不大，大汶河干支流發生中小洪水。牟汶河北望站洪峰流量為1220m3/s；柴汶河樓德站洪峰流量為1130m3/s；大汶河干流大汶口站洪峰流量為2100m3/s；大清河戴村壩站洪峰流量為1710m3/s。統計歷史系列資料分析可知，洪峰重現期為4～5年，均為一般洪水。

5 水庫調蓄情況

5.1 水庫蓄水情況

臺風暴雨給流域內大中小型水庫帶來了豐沛的水量。黃前水庫至14日8時，水位漲幅5.88m，來水總量2541萬m3；光明水庫10日20點開始起漲至14日8時，水位漲幅2.04m，庫容增加1301萬m3；東周水庫至14日8時，入庫水量為3481萬m3，累計出庫水量2759萬m3。受臺風暴雨影響，有5個大中型水庫達到汛限水位開閘泄洪，泄洪水量為4830萬m3。全流域22座大中型水庫蓄水量比降雨前增加11403萬m3。

5.2 水庫蓄洪削峰情況

流域大中型水庫通過攔蓄洪水，削減進入下游河道的洪峰流量，發揮了巨大的蓄洪削峰作用，最大程度地減輕了洪澇災害損失,有力地保障了下游地區人民群眾的人身和財產安全。其中，黃前水庫實測入庫洪峰流量為317m3/s，出口流量為0.994m3/s，削峰率為99.7 %；光明水庫入庫洪峰流量為306m3/s，最大下泄流量為0.239m3/s，削峰率為99.9 %；東周水庫入庫洪峰流量為688m3/s，最大下泄流量為232.000m3/s，削峰率為66.3%。

6 淺層地下水影響分析

受此次臺風暴雨影響，地下水量得到有效補充，淺層地下水位顯著抬升。根據流域內30眼省級地下水井監測信息分析，9月初比8月初的淺層地下水位平均抬升0.97m。受各地區降雨大小不同影響，各縣、市、區地下水位漲幅不一，其中泰山區0.68m，岱岳區0.99m，新泰市2.06m，寧陽縣0.56m，東平縣0.36m，肥城市1.21m。地下水位抬升幅度最大的為新泰宮里鎮，達5.01m，其次是肥城市邊院鎮的4.18m。地下水位平均埋深圖見圖1。

圖1 大汶河流域各縣(市、區)淺層地下水埋深變化

7 災 情

根據臺風發展情況，8月10日9時35分啟動重大氣象災害(臺風)Ⅲ級應急響應，8月10日11時30分發布臺風藍色預警信號，8月10日15時發布暴雨橙色預警信號,8月10日16時40分升級為重大氣象災害(臺風)Ⅱ級應急響應，8月11日5時20分升級為暴雨紅色預警。

8月10—13日受臺風“利奇馬”影響，流域內各縣、市、區受災人口達39萬，緊急轉移安置人口797人，倒塌118戶283間房屋，農作物受災面積3.377萬hm2，成災面積2.173萬hm2，造成直接經濟損失3.3億元。其中農業損失2.16億元，基礎設施損失1.06億元，公益設施損失11.30萬元，家庭財產損失671.76萬元。

8 建 議

大汶河流域已連續2年遭受臺風影響，臺風是造成暴雨洪水的主要災害因素，給流域造成嚴重的災害。目前，臺風運行路徑預測還達不到精準，只能在臺風經過的可能路徑做好預防。氣象部門密切監視臺風走向，水利部門在臺風來臨前提前放水降低水庫庫容，為臺風暴雨預留庫容，減輕對下游河道的行洪壓力。密切加強防災減災非工程措施建設，水利、氣象、水文、應急等部門聯合分析研判形勢變化，提前發布預報預警信息；有效加強薄弱環節防控，采取有效措施消除隱患、排除險情，確保重要工程設施度汛安全；突出抓好水利工程調度管理，提升防汛搶險應急能力建設，最大限度減輕災害影響和損失。