李玥璿,陳立峰（.濟(jì)寧市洙趙新河管理處，山東 濟(jì)寧 7000；.山東省淮河流域水利管理局規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 5000）

南四湖洪水地區(qū)組成與洪峰遭遇分析

李玥璿1,陳立峰2
（1.濟(jì)寧市洙趙新河管理處，山東 濟(jì)寧 272000；2.山東省淮河流域水利管理局規(guī)劃設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250100）

【摘要】詳細(xì)介紹了南四湖洪水地區(qū)組成，分析了南四湖洪峰地區(qū)遭遇，對該區(qū)域新建、改擴(kuò)建水利工程等提供參考。

【關(guān)鍵詞】南四湖；洪水地區(qū)；洪水遭遇；洪峰流量

南四湖是我國北方最大的淡水湖，流域面積3.17萬km2，其流域降水主要受季風(fēng)環(huán)流影響，隨季節(jié)變化明顯，夏季太平洋高壓暖流向北擴(kuò)展，降水顯著增多。降雨量地區(qū)分布很不均勻，且年際變化大，年內(nèi)分布亦很不均勻，汛期6～9月降雨量占全年降雨量的72%，因此，在汛期常常形成流域洪水。本文著重分析南四湖的洪水地區(qū)組成以及遭遇情況，以期為流域相關(guān)水利工程的建設(shè)提供參考。

1　洪水地區(qū)組成

1960年修建二級(jí)壩將南四湖分成上、下兩部分，壩北為上級(jí)湖，壩南為下級(jí)湖，其中上級(jí)湖匯水面積2.75萬km2，占總流域面積的87%。由于所獲取的逐日流量資料有限，有很多年份僅僅只有汛期部分，且流域入湖河流主要集中在上級(jí)湖控制地區(qū)，結(jié)合以上因素，在分析流域的地區(qū)洪水組成時(shí)，主要把上級(jí)湖控制的汛期地區(qū)洪水組成作為研究對象。

入湖洪水主要由湖西、湖面、湖東3部分組成，入湖洪水過程按湖西、湖區(qū)、湖東3片分別計(jì)算，以三者之和作為南四湖天然洪水過程。湖東、湖西地區(qū)各主要河流均有流量觀測資料，但各測站未能控制相應(yīng)各河的全部面積，需要經(jīng)面積比修正后計(jì)算各河入湖洪量；湖面采用降雨扣除蒸發(fā)推求洪量，負(fù)值時(shí)作零處理。

1.1峰現(xiàn)時(shí)間分析

統(tǒng)計(jì)上級(jí)湖主要河流入湖控制站的汛期最大洪峰，分析其出現(xiàn)時(shí)間分布規(guī)律。可以看出，上級(jí)湖各主要入湖河流的汛期最大洪峰出現(xiàn)時(shí)間一般在7月中旬至9月上旬。

此外，統(tǒng)計(jì)分析了有流量年份的二級(jí)壩處開閘泄洪的汛期最大流量的量級(jí)及時(shí)間分布規(guī)律，對于泄洪流量為0的年份，將不作統(tǒng)計(jì)。可知：二級(jí)壩的泄洪流量量級(jí)在0～2 000m3/s之間，其中400～1 200 m3/s量級(jí)的泄洪流量出現(xiàn)次數(shù)較多，而大于2 000 m3/s量級(jí)的泄洪流量也出現(xiàn)過2次，分別發(fā)生在2004年和2005年。從最大泄洪流量在時(shí)間上的分布來看，主要分布在8月上旬至9月下旬，而且比較均勻，比入湖河流的汛期最大洪峰出現(xiàn)時(shí)間滯后20 d左右，說明上級(jí)湖在攔蓄滯洪方面起到了積極的作用。對于最大泄洪流量為0的年份，可能是因?yàn)檫@些年份屬于偏枯年份，上級(jí)湖的主要作用是在保證防洪的要求下，以興利為主要目的。

1.2汛期徑流量組成分析

南四湖流域洪水主要由湖東湖西入湖徑流量和湖區(qū)凈雨量疊加而成，而又以上級(jí)湖控制地區(qū)的洪水組成為主要部分。統(tǒng)計(jì)了上級(jí)湖各主要河流入湖控制站的汛期徑流量和湖區(qū)汛期凈雨量的多年平均值可知，從汛期地區(qū)洪水組成比例來看，梁濟(jì)運(yùn)河后營站最大，為20.4%；洙趙新河梁山閘站其次，為19.2%；而湖區(qū)貢獻(xiàn)率為15.8%，排第三。此外，東魚河魚城站和泗河書院站的貢獻(xiàn)率也分別達(dá)到了15.2%和12.0%，而白馬河馬樓站的貢獻(xiàn)率最小，為1.9%。說明，南四湖流域上級(jí)湖地區(qū)的洪水主要是由湖西地區(qū)的梁齊運(yùn)河、洙趙新河、東魚河和湖東地區(qū)泗河的來水量以及湖區(qū)本身的凈雨量組成。

1.3各歷時(shí)洪量的地區(qū)組成分析

本部分通過統(tǒng)計(jì)上級(jí)湖各主要河流入湖控制站和湖區(qū)相應(yīng)的汛期最大3 d、7 d、15 d的最大洪量的多年平均值，分析其不同歷時(shí)下洪量的地區(qū)組成。通過計(jì)算分析可以看出：不同歷時(shí)各個(gè)控制站及分區(qū)的洪量對相應(yīng)總洪量的貢獻(xiàn)大小除了比例上稍有區(qū)別外，跟汛期徑流量是大致一樣的。在各時(shí)段洪量地區(qū)組成中，最大3 d、7 d、15 d洪量處于前5位的始終是梁濟(jì)運(yùn)河后營站、洙趙新河梁山閘站、東魚河魚城站、泗河書院站和湖區(qū)凈雨量，只是比例大小稍有不同。從各時(shí)段洪量占總洪量的比例來分析，梁濟(jì)運(yùn)河后營站、洸府河黃莊站、城河滕縣站汛期最大3 d、7 d、15 d洪量占總洪量的比例隨統(tǒng)計(jì)時(shí)段的增長呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，但由于洸府河和城河來水相對較小，影響有限，說明梁濟(jì)運(yùn)河來水對形成南四湖上級(jí)湖洪水的底水作用較大；湖區(qū)自身、白馬河馬樓站年最大3 d、7 d、15 d洪量占總水量的比例隨統(tǒng)計(jì)時(shí)段的增長呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，說明湖區(qū)降雨來水對三峽洪水洪峰影響作用明顯，而白馬河相對影響較小；其余各主要河流控制站各時(shí)段洪量占比變化不大。

另外，需要指出的是，對于從各控制站至湖區(qū)的那部分水量和未能控制的上級(jí)湖地區(qū)其他部分的水量，在此做了簡化計(jì)算。實(shí)際計(jì)算過程中，不應(yīng)當(dāng)忽視，應(yīng)充分考慮其水量對入湖洪水的影響。

2　洪峰地區(qū)遭遇分析

洪水遭遇是指干流與支流或支流與支流的洪峰在相差較短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)同一河段的水文現(xiàn)象。為了為南四湖流域的防洪規(guī)劃設(shè)計(jì)提供依據(jù)，需統(tǒng)計(jì)分析其入湖洪水遭遇規(guī)律。洪水遭遇分為洪峰遭遇和洪水過程遭遇兩種情況：若各洪源洪峰（日平均流量）同日出現(xiàn)，即為洪峰遭遇；所謂過程遭遇，是指各洪源時(shí)段洪量中部分時(shí)段有不同程度地重疊現(xiàn)象，重疊部分即為洪量遭遇。這里所謂的洪水遭遇只針對入湖控制站洪水遭遇而言，沒有考慮入湖控制站至上級(jí)湖區(qū)間的河道洪水演進(jìn)，因?yàn)楹樗ㄔ诳刂普疽韵潞拥赖膫鞑r(shí)間一般不長，故這種簡化不會(huì)影響分析計(jì)算的精度。由于過程遭遇計(jì)算復(fù)雜，本文只分析洪峰遭遇情況。

對于部分站點(diǎn)汛期出現(xiàn)斷流的年份，將其從系列當(dāng)中移除，只計(jì)算汛期具有洪峰流量的年份。根據(jù)這一原則，各控制站之間的統(tǒng)計(jì)年份系列長度不一，為此，只計(jì)算洪峰遭遇次數(shù)占統(tǒng)計(jì)系列長度的比例，即洪峰遭遇的可能性，用Pij表示。計(jì)算公式如下：

式中：tij為第i個(gè)控制站和第j個(gè)控制站的洪峰遭遇次數(shù)；Nij為第i個(gè)控制站和第j個(gè)控制站的系列重合年份的統(tǒng)計(jì)數(shù)。

通過統(tǒng)計(jì)，可得到各控制站所在河流相互之間的洪峰遭遇可能性，其中白馬河和泗河的洪峰遭遇的可能性最大，達(dá)到了33.33%，梁濟(jì)運(yùn)河和洙趙新河、萬福河和東魚河的洪峰遭遇可能性緊隨其后，均為30.56%；而洙趙新河和洸府河、洙趙新河和城河、梁濟(jì)運(yùn)河和城河、梁濟(jì)運(yùn)河和白馬河、東魚河和白馬河的洪水遭遇可能性均不足5%。但應(yīng)當(dāng)指出的是：梁濟(jì)運(yùn)河、洙趙新河和東魚河的集水面積較大，他們相互之間的洪峰遭遇可能性雖然較小，但對上級(jí)湖的入湖洪水影響更大。從河流的地區(qū)分布來看，兩者皆處于湖西或者湖東地區(qū)的河流洪峰遭遇可能性較大，而當(dāng)兩者處于不同分區(qū)時(shí)，遭遇概率相對較小。

3　結(jié)語

本文依據(jù)長系列水文實(shí)測序列資料，以南四湖為研究對象，從峰現(xiàn)時(shí)間、汛期徑流量組成、各歷時(shí)洪量的地區(qū)組成3個(gè)方面分別定量分析了南四湖的洪水地區(qū)組成情況；運(yùn)用定量公式法分析計(jì)算了南四湖流域內(nèi)主要河流的洪峰遭遇概率。所采用的數(shù)據(jù)資料可靠性、代表性較好，計(jì)算結(jié)果可以為南四湖湖區(qū)及流域內(nèi)新建、擴(kuò)建水利工程等提供參考。

（責(zé)任編輯崔春梅）

【中圖分類號(hào)】TV122

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1009-6159（2015）-09-0047-02

收稿日期：2015-04-28

作者簡介：李玥璿（1982—），女，助理工程師