東平湖蓄滯洪區調蓄洪水頻率分析

盧書紅

（山東黃河勘測設計研究院，山東 濟南 250013）

東平湖蓄滯洪區位于山東省泰安市東平縣，主要作用有兩個：一是分滯西側黃河洪水，保證黃河下游安全；二是接納東側大汶河來水，對大汶河洪水起到蓄洪滯洪作用。根據2009年國務院批復的《全國蓄滯洪區建設與管理規劃》、黃汛[2002]5號文件《關于東平湖運用指標及管理調度權限等問題的批復》等，東平湖老湖設計防洪運用水位為44.72 m（85高程系統，下同），相應庫容 11.94億 m3；汛限水位 7～9 月為 40.72 m，10月份可以抬高至41.22 m；警戒水位為41.72 m。東平湖新湖設計防洪運用水位43.72 m，相應庫容23.67 億 m3。

大汶河流域位于黃河下游南岸，發源于沂源縣懸固山，流經萊蕪、新泰、泰山區、泰安郊區、肥城、寧陽、東平及汶上9個縣（市、區），于東平縣州城鎮馬口村匯入東平湖老湖，河長209 km，流域面積為8 633 km2。大汶河是黃河下游的最大支流，是黃河流域5個洪水來源區之一，其洪水首先進入東平湖老湖滯蓄，然后經出湖河道退入黃河。

1 設計洪水

1.1 黃河中下游洪水

1）洪水特性。黃河洪水主要由暴雨形成，故洪水發生的時間與暴雨發生時間相一致。洪水發生時間為6～10月。黃河中游洪水過程為高瘦型，洪水歷時較短，洪峰較高，洪量相對較小。據實測資料統計，中游洪水過程有單峰型，也有連續多峰型。一次洪水的主峰歷時，支流一般為3～5 d，干流一般為8～15 d。支流連續洪水一般為10～15 d，干流三門峽、小浪底、花園口等站的連續洪水歷時可達 30～40 d，最長達 45 d。

2）設計洪水。在1975年，曾對三門峽、花園口、三花間等站及區間的洪水進行了比較全面的頻率分析（采用洪水系列截止1969年），其中主要站及區間的成果經原水電部1976年審查核定。后來分別于1980年、1985年、1994年、1999年、2005年多次對以上各站及區間的設計洪水進行了分析計算，洪水系列分別延長至1976年、1982年、1991年、1997年，并對1843年和1761年洪水的重現期作了調整，計算了小花間、三花間、花園口無庫不決堤理想洪水，設計洪水成果與1976年審定成果相比減小5%~10%，仍采用1976年審定成果。

1.2 大汶河洪水

1）洪水特性。大汶河屬山溪性河流，源短流急，洪水皆由暴雨形成，洪峰形狀尖瘦，含沙量小，一般在10 kg/m3以下。一次洪水總歷時一般在5～6 d，連續暴雨洪水可達15 d以上，如戴村壩水文站1964年9月13日洪水，洪峰流量6 900 m3/s，從12日16時起漲至13日0時出現洪峰，漲水歷時僅8 h。大汶河的洪峰流量年際變差大，Cv值大于1。如臨汶水文站實測歷年最大洪峰流量為6 810 m3/s（1957年7月），而1989年汛期流量為0，戴村壩水文站1989年全年河干（主要是該年流域內降雨量小，上游有大中小型水庫的攔蓄等所致）。大汶河干流的洪水，60%～70%來源于大汶河北支，30%～40%來源于大汶河南支。

2）設計洪水。戴村壩站是大汶河入東平湖的控制站，該站實測洪水資料年限較長，精度較高，資料系列的可靠性和代表性較好。基于“黃河下游防洪規劃”專題研究成果，將戴村壩站實測系列延長至2010年。根據對洪水調蓄作用較大的大中型水庫工程蓄水量資料，將1998—2010年實測洪峰、洪量系列還原為天然洪峰、洪量系列，對還原后的1918年、1921年、1951—2010年共62年系列進行頻率分析計算，復核戴村壩站天然及水庫影響后設計洪水，成果詳見表1。

表1 戴村壩站設計洪水成果

2 洪水遭遇分析

由于大汶河洪水通過東平湖再進入黃河，影響東平湖分洪能力和圍堤建設的主要因素是大汶河進入東平湖的洪量，故分析黃、汶河12日洪量、45日洪量的遭遇情況。

2.1 洪水遭遇特性分析

花園口至大汶河入黃口距離為320 km，洪水傳播時間為3～4 d，按3 d計；戴村壩至入黃口距離49.3 km，洪水傳播時間按1 d計，即花園口洪水向下游傳播2 d后與戴村壩洪水相遇。通過統計分析花園口最大12日、45日洪量與戴村壩相應12日、45日洪量遭遇情況，發現：黃河大洪水與大汶河大洪水不同時遭遇；黃河的大洪水可以和大汶河的中等洪水相遭遇；黃河的中等洪水可以和大汶河的大洪水相遭遇；黃河與大汶河的小洪水遭遇機會較多。

2.2 洪水遭遇量級分析

本次在“黃河下游防洪規劃”專題研究的基礎上，延長水文資料系列，復核花園口站發生不同頻率12日洪量時相應戴村壩站12日洪量，并進一步分析花園口站發生不同頻率45日洪量時相應戴村壩站45日洪量。結果表明，由于最近十幾年黃河未發生大洪水，且黃河洪水與大汶河洪水基本沒有遭遇，本次復核成果與原成果差別不大，為安全起見，仍采用“黃河下游防洪規劃”成果，即黃河1 000年一遇12日洪量相應大汶河洪量為9.5億m3，黃河100年一遇12日洪量相應大汶河洪量為6.2億m3，黃河30年一遇12日洪量相應大汶河洪量為4.5億m3。

經分析計算，黃河1 000年一遇45日洪量相應大汶河洪量為18.5億m3，黃河100年一遇45日洪量相應大汶河洪量為12.3億m3，黃河30年一遇45日洪量相應大汶河洪量為9.2億m3。

3 結語

黃河中游水庫投入運用后，進入下游的水沙條件發生了較大變化，汛期洪峰被削減，大洪水的威脅得以削弱，東平湖分洪壓力減小，大汶河洪水與黃河洪水嚴重遭遇的幾率也降低。從東平湖分洪計算成果來看，東平湖分洪幾率為近30年一遇。黃河發生10 000年一遇洪水時，分洪總量按全湖區水位43.22 m控制，相應庫容30.5億m3，考慮老湖區底水4億m3，大汶河來水9億m3，允許分蓄黃河洪水17.5億m3。從東平湖調蓄大汶河洪水成果來看，小浪底水庫發揮作用后，下游河道淤積問題得以有效控制，現狀黃河河道和出湖河道條件下，東平湖老湖區調蓄大汶河洪水的能力可以達到20年一遇。