台风“利奇马”期间新沭河行洪分析

刘炜伟，吴晓东，王 欢

(江苏省水文水资源勘测局连云港分局，江苏 连云港 222004)

2019年第9号台风“利奇马”于8月4日14时在菲律宾以东约1 000 km的洋面上生成，7日23时加强为超强台风，10日1时45分时在浙江省温岭市城南镇登陆，登陆时中心附近最大风力16级。22时从太湖南部进入江苏省，经苏州、无锡、南通、盐城北上，11日12时从连云港灌云县灌西盐场入海，20时50分前后在青岛市黄岛区沿海再次登陆，登陆时中心附近最大风力9级。此后移入渤海海面并不断减弱，13日8时在渤海东部海面减弱为热带低压，13日14时被中央气象台停止编号。2019年第9号台风“利奇马”路径图见图1。

图1 2019年第9号台风“利奇马”路径图

受“利奇马”和西风槽共同影响，8月10日8时-12日8时，淮河流域沂沭泗河水系出现大暴雨、特大暴雨天气，平均降雨量144.0 mm，最大点雨量东里店405 mm。其中，临沂以上233.1 mm，大官庄以上191.9 mm，邳苍区171.3 mm，新沂河138.7 mm，南四湖98.2 mm。降雨量超过100 mm、200 mm笼罩面积分别为5.38、1.33万 km2，分别占沂沭泗流域面积的67%、17%。临沂站以上2 d平均降水量达到223.8 mm，1952年以来历史第一。沂沭泗下游连云港市麦坡站最大一日降雨量303.0 mm，建站以来历史第一。沂沭泗流域降雨等值线图见图2。

图2 沂沭泗流域降雨等值线图

受强降雨影响，8月11日河、沭河相继发生2019年第1次大洪水。沂河干流临沂站8月11日16时出现洪峰流量7 300 m3/s，相应水位(最高水位)62.28 m；沭河干流重沟站8月11日19时出现洪峰流量2 720 m3/s，相应水位(最高水位)57.13 m；新沂河沭阳站8月12日出现洪峰流量5 900 m3/s，最高水位11.31 m；新沭河大兴镇8月11日出现洪峰流量3 850 m3/s，最高水位25.07 m。

詹道强等[1-4]从洪水预报、灾害防御等多个方面回顾并分析了台风“利奇马”产生的影响，并对今后的工作提出了建设性的建议。本文通过分析台风“利奇马”期间新沭河的行洪过程，研究新沭河现状行洪能力，为水利工程科学精准防洪调度提供技术支撑。

1 流域概况

新沭河是淮河流域沂沭泗洪水东调南下工程中“东调”工程的重要组成部分，是解决沂沭泗河、南四湖地区洪水出路的主要通道之一，新沭河西起大官庄枢纽新沭河泄洪闸，东至临洪河口入海，全长80 km。其中山东境内长20 km，江苏境内石梁河库区段长15 km，石梁河水库泄洪闸至海口长45 km。新沭河区间汇水面积2 850 km2，石梁河水库以上流域面积5 464 km2。实行东调南下工程后，沂河向新沭河分洪，客观上扩大了新沭河的汇水面积，加重了新沭河的泄洪任务。

新沭河现有水文站网主要集中在新沭河及其支流临洪河上，主要是大官庄水文站、大兴镇水文站、石梁河水库水文站和临洪水文站共计四个水文站，太平庄闸水位站和三洋港水文站两个水位站。大兴镇站、石梁河水库站是新沭河中段石梁河水库进出库的控制站，临洪站是新沭河重要支流蔷薇河的控制站，均为国家重要水文站。4个水文站、2个水位站从设站以来，为新沭河防汛抗旱和水资源调度提供了及时的水情服务，所积累的长系列水文资料，为工程建设、水资源开发利用和水环境保护等诸多方面提供了科学的分析依据。

2 新沭河行洪过程

为迎战沂沭河洪水，流域工程管理部门及时调度刘家道口枢纽、大官庄枢纽提前预泄。刘家道口闸11日8时下泄流量1 930 m3/s，9时加大泄量至2 170 m3/s；11时下泄流量4 700 m3/s，12时下泄流量5 290 m3/s，13时下泄量5 820 m3/s，17时最大泄流量5 880 m3/s；彭道口闸于11日11时13分开闸，下泄流量351 m3/s，14时加大到最大下泄流量1 420 m3/s。

大官庄枢纽新沭河闸11日13时开启，21时出现最大下泄流量4 020 m3/s。石梁河水库11日8时下泄流量300 m3/s，16时加大至1 524 m3/s，17时加大至2 500 m3/s，18时30加大至最大下泄量3 500 m3/s。三洋港挡潮闸11日14:20，开高2.0 m，21孔，17:45开高4.5 m，31孔。新沭河沿线控制工程的科学调度为沂沭河洪水安全下泄和洪水尽量东调入海创造有利条件。新沭河沿线控制工程水情调度情况见表1～表3。

表1 大官庄枢纽新沭河闸水情调度情况表

表2 石梁河水库水情调度情况表

表3 三洋港挡潮闸水情调度情况表

2.1 大官庄闸(新)

大官庄闸(新)位于新沭河源头，是沭河东调洪水控制站，主要监测水位、流量。最大流量4 020 m3/s，出现时间8月11日21:00；最高水位52.66 m，出现时间8月11日22:00。大官庄闸(新)8月10日8:00-14日8:00水位、流量过程线见图3。

图3 大官庄闸(新)水位流量过程线

2.2 大兴镇

大兴镇水文站位于新沭河中上游，为石梁河水库入库控制站，主要监测水位、流量。受大官庄闸(新)开闸泄洪影响，最大行洪流量3 850 m3/s(历史第二)，相应水位25.00 m，出现时间11日20:55；大兴镇站最高水位25.07 m，出现时间12日02:05。大兴镇8月10日8:00-14日8:00水位流量过程线见图4。

图4 大兴镇水位流量过程线

2.3 石梁河水库

石梁河水库水文站位于新沭河中游，为石梁河水库控制站，主要监测水位、流量。最大出库流量3 500 m3/s，相应水位23.89 m，出现时间8月11日18:30。石梁河水库8月10日8:00-14日8:00水位、流量过程线见图5。

图5 石梁河水库水位流量过程线

2.4 太平庄闸

太平庄闸水位站位于新沭河下游，为太平庄闸水位控制站，主要监测水位。最高水位6.50 m，出现时间8月12日13:00。太平庄闸8月10日8:00-14日8:00水位过程线见图6。

图6 太平庄闸水位过程线

2.5 三洋港闸

三洋港闸为新沭河入海控制站，主要监测水位。最高水位3.51 m，出现时间8月12日16:30。三洋港闸8月10日8:00-14日8:00水位过程线见图7。

图7 三洋港闸水位过程线

3 新沭河历史洪水

沂沭泗河流域地处南北气候过渡带，受南北气候的影响，历史上沂沭泗河流域水旱灾害频繁。黄河夺泗侵淮，致使沂沭泗河水系遭到破坏，加剧了灾害。历史上新沭河主要发生了六次大的洪水过程，造成了较大的社会影响和经济损失。

1957年，沂沭泗流域内暴雨集中，量大面广，最大点雨量达817 mm。7月6-20日，15天内大于400 mm的雨区达7 390 km2，沂河临沂实测洪峰流量15 400 m3/s。沭河大官庄实测4 910 m3/s。1974年，沂沭河发生洪水，主要是沭河。8月11-14日平均雨量241 mm。大官庄实测最大洪峰流量5 400 m3/s，2003年大兴镇水文站最大流量1 040 m3/s，发生在7月14日，最高水位25.11 m，出现在8月27日；石梁河水库最大出库流量1 190 m3/s，发生在7月15日，石梁河水库坝上最高水位25.05 m，出现在8月27日。2008年新沭河流域大兴镇水文站最大流量1 450 m3/s，出现在8月22日，最高水位25.44 m，出现在8月22日；石梁河水库水文站溢洪闸最大流量2 120 m3/s，出现在8月22日，石梁河水库坝上最高水位25.32 m，出现在5月5日。2012年石梁河水库共发生2次明显的洪水过程。第1次洪水出现在2012年7月6日至16日，10日17时最大入库流量2 290 m3/s，居历史第3位，最大泄量2 240 m3/s，21时40分库内最高水位24.52 m，超汛限水位(23.5 m)1.02 m。第2次洪水出现在7月20日至31日，24日18时入库流量834 m3/s，最大泄量834 m3/s，7月26日8时最高水位24.08 m，超汛限水位(23.5 m)0.58 m。2018年，受上游持续来水影响，石梁河水库水位迅速上涨，20日17时，泄洪流量4 080 m3/s，水位24.77 m。受石梁河水库泄洪影响，太平庄闸(闸上)水位快速上涨，21日6时，闸上最高水位6.32 m，超过警戒水位0.82 m。

新沭河上游的洪水取决于沂河、沭河暴雨洪水特征以及大官庄枢纽的控制运用，新沭河下游的洪水取决于石梁河水库泄洪和临洪枢纽的调度，因此新沭河洪水受到人为控制、调度运用的影响，而且这种影响将越来越大。

4 合理性分析

4.1 洪水组成分析

根据沂沭泗河洪水东调南下实施规划和石梁河水库扩大泄量初设报告，新沭河50 a一遇洪水设计流量由新沭河泄洪闸分泄沂沭河洪水6 000 m3/s加区间入流确定。石梁河水库以上河段考虑支流入汇；石梁河水库以下段通过水库泄洪闸调节，按支流流量入汇凑泄6 000 m3/s；太平庄闸下段考虑临洪和大浦等站抽排汇入流量400 m3/s；100 a一遇石梁河水库出库流量7 000 m3/s；300 a一遇石梁河水库出库流量9 070 m3/s。

4.2 历史水面线分析

以太平庄闸至三洋港闸为研究对象，根据水面线推算原理以及节点实测的水位、流量数据，分别求得2012年、2018年和2019年各年最大洪水的行洪水面线，新沭河历史行洪水面线图见图8。

图8 新沭河历史行洪水面线图

2012年、2018和和2019年最大流量分别为2 800 m3/s、4 000 m3/s、4 300 m3/s，水面线位置与流量大小相对应，比降从上游向下游逐渐减小，符合河段洪水特性。

4.3 现状水面线分析

以太平庄闸至蔷薇河口为研究对象，根据水面线推算原理以及设计断面、糙率等参数，推算2019年最大流量下的设计水面曲线，2019年Q=4 300 m3/s部分断面行洪水面线比较图见图9。本次行洪水面线位于相应设计水面线以上，说明现状行洪能力未达到设计行洪标准。

图9 2019年Q=4 300 m3/s部分断面行洪水面线比较图

4.4 河道行洪时间分析

大官庄闸(新)最高水位52.66 m，出现时间8月11日22:00。大兴镇水文站最高水位25.07 m，出现时间12日02:05。石梁河水库水文站最大出库流量3 500 m3/s，相应水位23.89 m，出现时间8月11日18:30。太平庄闸水位站最高水位6.50 m，出现时间8月12日13:00。三洋港闸最高水位3.51 m，出现时间8月12日16:30。受石梁河水库肖峰、调蓄影响，新沭河中下游段洪峰相对滞后，但由于蔷薇河流域同时段受降雨影响导致临洪东站、临洪西站、大浦站和大浦二站开机强排，新沭河下游行洪时间无法直观体现石梁河水库的肖峰作用。

4.5 行洪能力分析

本次行洪过程中新沭河中段行洪流量3 850 m3/s，新沭河下段行洪流量4 300 m3/s，修改断面参数，使太平庄水位站水位等于本次行洪最高水位6.50 m，得到等效现状断面。修改设计流量，新沭河下段按太平庄流量加400 m3/s处理，试算使太平庄水位站水位等于东调南下续建工程新沭河治理工程50 a一遇设计水位6.89 m，相应流量为5 060 m3/s，即为新沭河下段现状行洪能力。按照同样方法得到2012年、2018年新沭河行洪能力，见表4。

表4 新沭河行洪能力分析成果表

2012年行洪能力为4 530 m3/s，是原设计的70.8%，行洪能力还未达到设计标准。2018年行洪能力为5 250 m3/s，是原设计的82.0%，行洪能力较2012年提高了11.2%，但仍未还未达到设计标准。2019年行洪能力为5 060 m3/s，是原设计的79.1%，行洪能力比2012年提高了8.3%，与2018年基本一致，仍未达到设计标准。

5 结语

通过分析台风“利奇马”影响下新沭河行洪过程，研究了在2009年新沭河50 a一遇治理工程后河道水位流量演变规律。通过研究河道水面线和河道的行洪能力，表明现状新沭河行洪能力未达到设计要求。通过分析计算各主要站点水位流量数据，研究新沭河不同区间行洪过程，为后期河道整治、沿线水利工程防洪精准调度提供科学支撑。