大汶河流域台风“利奇马”暴雨洪水分析

张春霞 张 荣 程 慧

(泰安市水文局，山东 泰安 271000)

2019年8月中旬，受第9号台风“利奇马”影响，黄河下游最大的支流大汶河流域发生大范围强降雨过程，旱涝急转，境内大汶河干支流发生洪水过程。本文根据流域56个雨量站、水文站、水库站、地下水井多年水文资料对台风暴雨洪水特性进行分析，为防洪减灾、防御自然灾害提供参考。

1 流域概况

大汶河是黄河下游的重要支流，发源于济南市莱芜区黄庄镇台子村，自东向西流入东平湖，全长209.0km，流域面积8633km2。大汶河中游以上为牟汶河、柴汶河两大支流，两支流在岱岳区大汶口镇汇合为大汶河干流，流域面积为5696km2。其中，支流牟汶河河长119.6km，流域面积3711km2，设有莱芜水文站、北望水文站；柴汶河河长116.0km，流域面积1944km2，设有楼德水文站。大汶河经过总控制站戴村坝水文站后进入东平湖。

大汶河流域属于温带大陆性半湿润季风气候区，降雨时空分布不均，多年平均降雨量为709.0mm。流域地处鲁中山区。鲁中山区地势自东北向西南倾斜，境内拥有多种地貌类型，如山地、丘陵、平原、洼地、湖泊等。特殊的自然地理环境致使流域内长期遭受洪、涝、旱等自然灾害，而近几年，6—9月的台风天气是主要致害因素之一，因此对台风暴雨洪水特性进行分析研究具有重要意义。

2 台风路径

2019年第9号台风“利奇马”于2019年8月4日14时在菲律宾东部海域上空生成，生成后向西偏北方向移动，逐渐逼近东南沿海，强度逐渐加强。10日1时45分在浙江省温岭市沿海登陆，登陆时级别为超强台风。“利奇马”经过浙江省、江苏省两省及黄海海域，11日8时，“利奇马”北移逐渐影响大汶河流域，受泰山山脉阻挡、地形摩擦作用和动量下传作用，造成11日白天泰山周边区域出现8级以上大风，局部地区达到12级。11日20时50分在山东省青岛市黄岛区沿海第2次登陆，之后“利奇马”继续向北移动，在山东半岛略有回旋，而后移入渤海并进一步减弱为热带低压，影响减弱。台风“利奇马”具有登陆强度强、陆上滞留时间长、风雨强度大、北上影响范围广、灾情重的特点。

3 暴雨特性分析

受台风“利奇马”影响，8月10—13日，大汶河流域自东向西普降大暴雨，局地特大暴雨，流域平均降雨量174.1mm。本次选用流域内的56个雨量站等数据进行统计分析。

3.1 暴雨过程及时空分布

受台风“利奇马”外围云系影响，8月10日10时，大汶河流域开始出现降雨；至10日16时，上游局部地区大雨，流域普降小到中雨；10—11日受台风过境影响，雨强逐渐增大，强降雨过程覆盖全流域，10日16时至11日12时整个大汶河流域出现较大强度降雨，11日20时伴随台风北移，降雨强度逐渐减小，至13日降雨基本结束。

此次暴雨中心位于流域上游地区，最大点雨量出现在上游的保安庄站，为301.0mm。流域内降雨量分别为：莱芜区234.3mm、新泰市241.8mm、岱岳区152.2mm、泰山区125.9mm、宁阳县108.2mm、肥城市83.1mm、东平县40.2mm。

3.2 短历时暴雨分析

此次台风带来的暴雨呈现雨强大，总量大，覆盖面广，自上游向下游逐渐减少的特点。本次降雨最大1h、最大2h、最大3h降雨量均出现在流域上游的保安庄雨量站，分别为72.5mm、73.5mm、73.5mm；最大6h、最大12h、最大24h降雨量均出现在谭家楼雨量站，分别为124.5mm、196.0mm、259.5mm。大汶河流域国家基本水文站代表站短历时暴雨量统计情况见表1。

表1 大汶河流域代表站短历时暴雨量及出现时间统计情况

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达到特大暴雨级别的有2个站点，分别为牟汶河上游的谭家楼雨量站和柴汶河上游的关山头雨量站；降雨量在100～250mm之间达到大暴雨级别的有39个站点，位于柴汶河流域和大汶河中、上游流域；降雨量在50～100mm之间达到暴雨级别的有9个站点，位于大汶河流域中游的泰山区以及肥城市和岱岳区的部分地区；其余6个站点均达到大雨级别，位于大汶河下游的东平县和肥城市的部分地区。

3.3.2 暴雨笼罩面积大

本次暴雨过程影响了整个大汶河流域，暴雨中心覆盖面积较广。降雨量超200mm的区域覆盖面积为3164km2,占全流域面积的36.7%；降雨量超100mm的区域覆盖面积为7097km2,占全流域面积的82.2%；降雨量超50mm的区域覆盖面积为7882km2,占全流域面积的91.3%。

3.3.3 暴雨中心雨强大，持续时间长

本次暴雨不仅笼罩面积大，雨强也大，中心主要集中在莱芜区及新泰市。同时，暴雨持续时间长，10日16时至11日16时，全流域有44个站点的降雨量超过100mm，占所有雨量站点的78.0%。

4 洪 水

4.1 河流水情分析

受台风“利奇马”强降雨影响，大汶河干支流及下游的大清河发生洪水过程。受降雨影响，大汶河入东平湖水量2.80亿m3。大汶河主要水文控制站洪水特征见表2。

表2 大汶河干支流控制站洪水特征

4.2 洪水特点

4.2.1 涨洪历时短、落水较缓慢

由于大汶河系雨源性山区河流，山高坡陡，源短流急，导致洪水具有涨水迅速、落水较缓慢的特点。

北望水文站8月11日10时起涨，11日21时到达峰值，涨洪历时11.0h，最大1h涨幅140m3/s；楼德水文站8月10日17时开始上涨，起涨时流量为20.9m3/s，至11日15时30分流量达到峰值，涨洪历时22.5h，最大1h涨幅为102.0m3/s; 大汶口水文站8月11日0时起涨时流量为221.0m3/s，12日1时到达峰值，涨洪历时25.0h，最大1h涨幅185.0m3/s；戴村坝水文站8月12日5时起涨，8月12日10时实测洪峰流量为1710.0m3/s，涨洪历时5.0h，最大1h涨幅710.0m3/s，退水历时166.0h。

4.2.2 前期干旱、洪峰不大

近年来，为提高河道蓄水、涵养水源的能力，缓解水资源供需紧张的矛盾，地方政府在大汶河上建设84 座拦河坝，打造层层拦蓄、梯级开发的河道。此次台风暴雨前，流域降雨偏少，经历秋旱春旱，小水库、塘坝干涸，部分河段断流；台风暴雨后，旱涝急转。此次暴雨雨量虽大，但受下渗、水利工程拦蓄等影响，暴雨产生的洪峰并不大，大汶河干支流发生中小洪水。牟汶河北望站洪峰流量为1220m3/s；柴汶河楼德站洪峰流量为1130m3/s；大汶河干流大汶口站洪峰流量为2100m3/s；大清河戴村坝站洪峰流量为1710m3/s。统计历史系列资料分析可知，洪峰重现期为4～5年，均为一般洪水。

5 水库调蓄情况

5.1 水库蓄水情况

台风暴雨给流域内大中小型水库带来了丰沛的水量。黄前水库至14日8时，水位涨幅5.88m，来水总量2541万m3；光明水库10日20点开始起涨至14日8时，水位涨幅2.04m，库容增加1301万m3；东周水库至14日8时，入库水量为3481万m3，累计出库水量2759万m3。受台风暴雨影响，有5个大中型水库达到汛限水位开闸泄洪，泄洪水量为4830万m3。全流域22座大中型水库蓄水量比降雨前增加11403万m3。

5.2 水库蓄洪削峰情况

流域大中型水库通过拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量，发挥了巨大的蓄洪削峰作用，最大程度地减轻了洪涝灾害损失,有力地保障了下游地区人民群众的人身和财产安全。其中，黄前水库实测入库洪峰流量为317m3/s，出口流量为0.994m3/s，削峰率为99.7 %；光明水库入库洪峰流量为306m3/s，最大下泄流量为0.239m3/s，削峰率为99.9 %；东周水库入库洪峰流量为688m3/s，最大下泄流量为232.000m3/s，削峰率为66.3%。

6 浅层地下水影响分析

受此次台风暴雨影响，地下水量得到有效补充，浅层地下水位显著抬升。根据流域内30眼省级地下水井监测信息分析，9月初比8月初的浅层地下水位平均抬升0.97m。受各地区降雨大小不同影响，各县、市、区地下水位涨幅不一，其中泰山区0.68m，岱岳区0.99m，新泰市2.06m，宁阳县0.56m，东平县0.36m，肥城市1.21m。地下水位抬升幅度最大的为新泰宫里镇，达5.01m，其次是肥城市边院镇的4.18m。地下水位平均埋深图见图1。

图1 大汶河流域各县(市、区)浅层地下水埋深变化

7 灾 情

根据台风发展情况，8月10日9时35分启动重大气象灾害(台风)Ⅲ级应急响应，8月10日11时30分发布台风蓝色预警信号，8月10日15时发布暴雨橙色预警信号,8月10日16时40分升级为重大气象灾害(台风)Ⅱ级应急响应，8月11日5时20分升级为暴雨红色预警。

8月10—13日受台风“利奇马”影响，流域内各县、市、区受灾人口达39万，紧急转移安置人口797人，倒塌118户283间房屋，农作物受灾面积3.377万hm2，成灾面积2.173万hm2，造成直接经济损失3.3亿元。其中农业损失2.16亿元，基础设施损失1.06亿元，公益设施损失11.30万元，家庭财产损失671.76万元。

8 建 议

大汶河流域已连续2年遭受台风影响，台风是造成暴雨洪水的主要灾害因素，给流域造成严重的灾害。目前，台风运行路径预测还达不到精准，只能在台风经过的可能路径做好预防。气象部门密切监视台风走向，水利部门在台风来临前提前放水降低水库库容，为台风暴雨预留库容，减轻对下游河道的行洪压力。密切加强防灾减灾非工程措施建设，水利、气象、水文、应急等部门联合分析研判形势变化，提前发布预报预警信息；有效加强薄弱环节防控，采取有效措施消除隐患、排除险情，确保重要工程设施度汛安全；突出抓好水利工程调度管理，提升防汛抢险应急能力建设，最大限度减轻灾害影响和损失。