薔薇河流域水文特性分析

李海軍

（江蘇省水文水資源勘測局連云港分局，江蘇 連云港 222004）

1 流域概況

新沂河、新沭河開通后，薔薇河從沭河水系中獨立出來而自成水系。薔薇河為區(qū)域大型河道，是流經(jīng)連云港市區(qū)的最大河流，屬淮河流域沭河水系新沭河的主要支流之一。薔薇河發(fā)源于馬陵山系的踢球山和宋山西麓，匯汾水沙河和后沭河于吳場，經(jīng)臨洪閘入臨洪河出海，薔薇河干流全長97 km，干流平均坡降0.045‰，河道總流域面積1816 km2，其中吳場至臨洪閘段50.7 km（東海友誼河口至臨洪閘全長50.66 km），流域面積1349.6 km2，市區(qū)境內(nèi)河長15.5 km，薔薇河調水水源源于長江，上游在東海縣境內(nèi)房山鎮(zhèn)吳場村與淮沭新河相連，下游在連云港市經(jīng)臨洪閘后入海，是一條集防洪、排洪、灌溉、航運為一體的綜合利用河流，也是連云港市供水水源，也是市區(qū)重要防洪屏障。

2 降水和蒸發(fā)

流域內(nèi)現(xiàn)有降水量監(jiān)測站點16處，考慮資料系列長度及降水量站均勻分布的原則，并對所選降水量站的歷年降水量資料，特別是特殊年份的降水量資料進行合理性檢查，確保降水量資料的可靠性、完整性。選取其中代表性站點進行分析。

2.1 降水量的地域分布

受地理位置、地形和氣候的影響，流域內(nèi)降雨分布不均勻，以20 mm線距繪制1956年～2017年平均年降水量等值線圖，見圖1，從等值線圖上可以看出，薔薇河流域降水量等值線的范圍在880 mm～900 mm左右，且大致自南向北、自東南向西北方向逐漸遞減。

圖1 薔薇河流域1956年～2017年平均年降水量等值線圖

2.2 降水量的時間分布

（1）降水量的年際變化

薔薇河流域降水量年際變化較為明顯，1956年～2017年全流域年降水量均值為873.1 mm，全流域面降水量年最大值為1360.2 mm（1960年），最小值為 542.0 mm（1978年），最大、最小面降水量的比值是2.51。單站最大、最小年降水量比值最大的站點麥坡為2.92，比值最小的站點賢官亭為2.28，流域年面降水量均值成果見表1，年分配見圖2。

表1 薔薇河流域1956年～2017年面降水量均值、特征值對比表

圖2 薔薇河流域1956年～2017年降水量分布圖

（2）降水量的年內(nèi)分配

薔薇河流域降水量年內(nèi)分配很不均勻。流域內(nèi)1956年～2017年系列汛期（5月～9月）降水量占全年的75.93%，6月～8月降水量占全年的58.71%，流域代表站1956年～2017年多年面平均降水量月分配見表2、圖3。

表2 薔薇河流域1956年～2017年平均降水量年內(nèi)分配表

圖3 薔薇河流域1956～2017年多年平均月降水量分配圖

由上可知，薔薇河流域分布特點是降水量年際變化大，年內(nèi)分布不均，汛期降水多且集中。降水量在空間的分布相對于時間分布則要均勻得多，薔薇河流域各降水量站多年平均降水量如表3。

表3 薔薇河流域各降水量站多年平均降水量表

由表3可以看出，降水量系列在30年以上的站，降水量相差不大，說明面上降水量還是比較均勻的。

2.3 蒸發(fā)量

根據(jù)1956年～2017年牛山站蒸發(fā)量計算成果，流域內(nèi)年蒸發(fā)量在700 mm～1100 mm之間，多年平均蒸發(fā)量為858.6 mm，年最大蒸發(fā)量為1986年的1067 mm，年最小蒸發(fā)量為2013年的710.9 mm，其比值為1.50。

蒸發(fā)量年內(nèi)變化較大。夏季氣溫高、蒸發(fā)量大；冬季氣溫低、蒸發(fā)量小；全流域月最大蒸發(fā)量絕大多數(shù)出現(xiàn)在6月，其蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量16%左右；月最小蒸發(fā)量出現(xiàn)在1月，其蒸發(fā)量占年蒸發(fā)量的3.0%左右。

3.1 徑流量年內(nèi)分布

根據(jù)薔薇河流域水資源調查評價報告，由于降雨的年內(nèi)分配及多年變化不均，導致徑流的年內(nèi)分配及多年變化不均，從全流域1956年～2017年年平均徑流量月分配比例表（見表4）來看，全流域汛期（5月～9月）徑流量占全年的99.18%。全流域多年平均7月份徑流占年徑流為45.67%。薔薇河流域汛期徑流集中度比降雨的汛期集中度要大得多。全流域1956年～2017年平均月徑流過程見圖4。

3 徑流

表4 全流域水資源多年平均徑流量月分配比例表 單位：%

圖4 薔薇河流域1956年～2017年徑流深月過程圖

3.2 徑流量年際變化

從全流域1956年～2017年地表徑流計算成果看，全流域地表徑流量最大年份出現(xiàn)在2005年，其次為2000年，薔薇河流域1956年～2017年系列地表徑流特征值見表5。

表5 薔薇河流域1956年～2017年系列地表徑流特征值表單位：mm

對薔薇河流域1956年～2005年系列年地表徑流量進行頻率計算，對年徑流量采用最小二乘法進行頻率計算，以P-Ⅲ型曲線適線，并用目估適線法調整，計算其設計年徑流量值。

薔薇河流域年徑流量頻率計算成果見表6。1956年～2017年系列，豐水年（P=20%）、平水年（P=50%）、枯水年（P=75%）、特枯水年（P=95%）全流域的設計年徑流量分別為4.84億m3、2.99 億 m3、1.91 億 m3、0.88 億 m3，0.71 億 m3、0.46 億 m3。

表6 薔薇河流域1956年～2017年系列年徑流量頻率計算成果表

根據(jù)1956年～2017年徑流量計算成果，薔薇河流域多年平均年徑流量為3.37億m3，最大年徑流量為12.99億m3（2005年），是多年平均值的3.85倍，最小年徑流量為0.58億m3（1978年），是多年平均值的0.17倍，年徑流量最大值是最小值的22.4倍。

由以上計算成果說明，薔薇河徑流量年際變化很大，豐水年水量多、棄水多，枯水年水量很少，嚴重缺水。

4 暴雨洪水

4.1 暴雨

本流域屬于暖溫帶與北亞熱帶的過渡地帶，環(huán)流季節(jié)變化明顯，流域發(fā)生暴雨的天氣系統(tǒng)主要是切變線，低渦、低槽等作用。各類天氣系統(tǒng)對暴雨的影響，有各自的季節(jié)特征，這和西太平洋副熱帶高壓及西風帶環(huán)流的季節(jié)性北移有關。

本流域是暴雨區(qū)，短歷時暴雨強度較大。一般發(fā)生在每年7、8、9月份，24 h最大暴雨一般在 50 mm～100 mm，一次降雨一般在100 mm～150 mm，最大超過200 mm。2000年8月由于受臺風影響，市區(qū)24小時最大降水232.7 mm。

4.2 洪水

連云港市歷來有“洪水走廊”之稱，歷史上如此，解放后新修了新沂河、新沭河后，“洪水走廊”的嚴峻防洪形勢仍不容樂觀。流域洪水主要由暴雨匯流而成，洪水特性受流域特性和暴雨特性所制約，其特點是量大、匯流時間短，有單復或多峰。自建國以來，流域內(nèi)特大洪水年份有1970年、1974年、2000年，洪水主要多由鋒面雨和臺風形成。

造成薔薇河的持續(xù)高洪水位甚至成災的主要原因是新沭河的溢洪，新沭河的洪水來自上游山東境內(nèi)的沂蒙山區(qū)，經(jīng)大官莊閘分洪至我市境內(nèi)的石梁河水庫，經(jīng)水庫調蓄削峰后由新沭河向下游泄洪，薔薇河臨洪閘下與新沭河共用入海河道，當新沭河溢洪時，迅速抬高了臨洪閘下游水位而造成薔薇河水下泄不暢，致使薔薇河洪水位長時間保持在高水位的不利狀態(tài)。流域的暴雨洪水與新沭河的來水（即沂蒙山區(qū)的暴雨洪水）往往是同頻率相遇的，據(jù)資料統(tǒng)計，以上兩區(qū)域的暴雨洪水同頻率相遇占薔薇河流域洪水次數(shù)的80%，可見薔薇河的防洪形勢是十分嚴峻的。同時薔薇河自身的防洪能力也較差，上游個別河段現(xiàn)有的堤防標準只達到十年一遇，它的城區(qū)河段堤防標準較高。

5 薔薇河流域水資源狀況

5.1 水資源量狀況

薔薇河流域多年平均水資源總量成果及不同降水頻率相應水資源總量分別見表7、8。

表7 薔薇河流多年平均水資源總量成果表

表8 薔薇河流域不同降水頻率相應水資源總量表單位：億m3

5.2 水質狀況

薔薇河是連云港市的供水水源，流域水質狀況良好，常年基本維持在Ⅲ類水左右，河道最主要的補給水源是調引江淮水，引水通道為淮沭新河。上游功能區(qū)薔薇河東海農(nóng)業(yè)用水區(qū)，下游功能區(qū)薔薇河連云港市海州飲用水源區(qū)，水質總體狀況良好。為保持薔薇河流域良好水質，必須加強水資源保護，加強水土保持、綠化、造林、涵養(yǎng)水源等工作，嚴格控制城鎮(zhèn)的污水排放，采取必要措施，隔絕污染源，防止水質惡化。

6 結語

(1)薔薇河流域現(xiàn)在建成的主要水利工程有一座大型水庫，一座中型水庫和一些小型水庫，以及臨洪閘、臨洪東站、大浦抽水站等水利工程，中小型水庫對干流和大支流的水文特性影響不大，而大型水庫由于集水面積大，庫容調蓄能力強，對流域的水文特性有一定影響，在水庫建成后，在洪水期間，為了下游的防洪需要，可進行防洪錯峰調度，以降低下游峰流量，在枯水季節(jié)，大型水庫能使下游河道枯水期流量相對穩(wěn)定，徑流年內(nèi)分配較天然均勻。將改善下游的水文水資源分配狀況，提高下游地區(qū)的防洪能力，有利于該地區(qū)的社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。

(2)薔薇河徑流量年際變化很大，豐水年水量多，棄水多，枯水年水量很少，嚴重缺水。徑流形成較不穩(wěn)定。薔薇河作為連云港市主要供水河道，必須加強水資源保護，保持薔薇河流域水質良好，加強水土保持、綠化、造林、涵養(yǎng)水源等工作，嚴格控制城鎮(zhèn)的污水排放，采取必要措施，隔絕污染源，防止水質惡化。

(3)薔薇河流域地處蘇北平原區(qū)和魯南山丘區(qū)過渡帶，春旱夏澇是流域的基本特征。本流域是暴雨區(qū)，短歷時暴雨強度較大，造成薔薇河的持續(xù)高洪水位甚至成災的主要原因是新沭河的行洪，同時薔薇河自身的防洪能力也較差，應進一步提高河道的防洪標準，同時做好薔薇河、新沭河的工程調度，進一步完善暴雨洪水的監(jiān)測、預警系統(tǒng)，建立流域水文預報系統(tǒng)，對于防災、減災，合理開發(fā)流域水資源，發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟具有重要意義。