從“7·11”暴雨談小清河治理后防洪能力的提升

楊同春，蔣淑玲，郭文明

（濟(jì)南市水利工程服務(wù)中心，山東 濟(jì)南250014）

小清河是濟(jì)南市主城區(qū)唯一的排洪河道，做好小清河防汛工作意義重大。2019年“利奇馬”臺風(fēng)暴雨后，山東省組織了小清河全線防洪綜合治理，河道斷面發(fā)生了巨大變化，小清河的產(chǎn)匯流過程也隨之發(fā)生了變化。正確分析和認(rèn)識當(dāng)前小清河行洪能力，將為防汛調(diào)度提供技術(shù)依據(jù)。

1 小清河防洪綜合治理概況

2007年之前，小清河自源頭睦里閘至西外環(huán)路橋長10.5 km，為土渠段梯形斷面，設(shè)計河底寬20 m，邊坡1∶2.5。西外環(huán)橋至興濟(jì)河口段長2.3 km，為漿砌石矩形復(fù)式斷面，設(shè)計底槽寬20 m，深3.0 m，河口寬40 m。興濟(jì)河口至前進(jìn)橋長10.73 km，漿砌石矩形復(fù)式斷面，底槽寬30 m，河口寬50 m。綜合治理前，黃臺站實測河底高程為19.02 m。市區(qū)段設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

2007年“7.18”特大暴雨后，濟(jì)南啟動了小清河綜合治理。河道上游自睦里閘至林家橋，主河道拓寬至50～60 m，河口拓寬至90～100 m。林家橋至洪園節(jié)制閘，河道由原來的50 m擴(kuò)挖至底寬70～90 m，洪園節(jié)制閘至濟(jì)青高速橋，河道切灘擴(kuò)挖至100 m。綜合治理段河道斷面過流能力有了顯著提高，滯蓄能力有所增加。但由于下游未治理段的限制，降低了其功能效應(yīng)。2013年，濟(jì)南市水文局測算，小清河市區(qū)段防洪能力接近50年一遇，市區(qū)以下河段防洪能力接近20年一遇。

2019年“利奇馬”臺風(fēng)暴雨給小清河防洪帶來了嚴(yán)峻考驗，為此，山東省啟動了小清河全線防洪綜合治理工程。其中濟(jì)南段建設(shè)對濟(jì)青高速公路橋進(jìn)行了改造，解除了泄洪“卡口”，同時，將濟(jì)青高速下游河槽由30 m拓寬成100 m，河底平均挖深1 m，并開始興建小李家滯洪區(qū)。小李家滯洪區(qū)位于濟(jì)南高新區(qū)遙墻街道，東至小清河，西鄰黃河大堤，南至南水北調(diào)干渠，北至青銀高速，面積5.3 km2。在小清河干流遭遇100年一遇洪水時，小李家蓄滯洪區(qū)可蓄滯區(qū)域洪水154萬m3，從小清河干流分洪202萬m3/s，最大削減洪峰144 m3/s，分洪時間為5.5 h。目前建設(shè)任務(wù)全面完成，濟(jì)南段小清河非復(fù)航段防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100年一遇，復(fù)航段提高到50年一遇。上攔、中滯、下排的小清河防洪格局基本形成。

2 “7·11”暴雨情況

2.1 雨情

2021年7月11日18時，濟(jì)南市開始出現(xiàn)降雨，雨帶移動自西南向東北，強(qiáng)度逐漸增大，。22時30分以后，強(qiáng)降雨帶移動到市區(qū)。12日1~2時，平均降雨量達(dá)到19.4 mm；5~9時，市區(qū)平均降雨達(dá)50 mm；9時，暴雨基本結(jié)束，市區(qū)平均降雨79 mm，降雨分布比較平均。12日上午到中午，市區(qū)基本無雨。14～17時，市區(qū)降雨強(qiáng)度較大，其中16~17時平均降雨19.3 mm，17時之后降雨減小，至20時基本停止。本次降雨，市區(qū)平均降雨123 mm，屬于大暴雨級別。

2.2 工程運(yùn)行與調(diào)度情況

1）小清河。7月11日降雨前，小清河洪園閘為落閘狀態(tài)，小清河黃臺20.60 m。根據(jù)天氣預(yù)報，為切實做好小清河防汛工作，按上級指示，12日2時30分，洪園閘小閘門全開度開啟，水位由20.80 m升至21.30m，此時黃臺水位21.33 m，流量127 m3/s。

7月12日9時，水位21.30 m，實測最大流量172 m3/s。12日下午暴雨開始后，17時20分，洪園閘大小閘門完全開啟，敞泄洪水,受洪園閘開啟大閘門影響，河道流速迅速增加，19時，黃臺站流量達(dá)288 m3/s。大閘門開啟期間，洪水下泄順暢，下午雖有44 mm的短時強(qiáng)降雨，但水位未見上漲，仍在回落，21時零7分，回落至20.28 m。20時50分，大閘門全部關(guān)閉。

2）臘山分洪工程。12日6時，市防辦指令，相機(jī)開啟宋莊閘泄洪。8時19分，因臘山河流量較大，下游宣泄不及，防洪壓力較大，玉符河服務(wù)處指令閘門服務(wù)單位關(guān)閉臘山閘，8時50分操作完成。12日下午，持續(xù)強(qiáng)降雨使興濟(jì)河上游形成較大來水，16時40分，臘山分洪閘閘前水位達(dá)到分洪水位，市防辦調(diào)度實施分洪，將興濟(jì)河上游來水?dāng)r截疏導(dǎo)入臘山分洪道下泄，隨即調(diào)度宋莊閘提閘、入黃口橡膠壩塌壩，使洪水經(jīng)玉符河進(jìn)入黃河。至21時左右，市區(qū)降雨停止，興濟(jì)河來水平穩(wěn)，分洪順利結(jié)束，下泄洪水約160萬m3。

3 防洪綜合治理前后比較

3.1 水位上漲幅度

7月12日上午的分洪操作，只限于宋莊閘宣泄臘山分洪道內(nèi)大澗溝、陡溝匯入的洪水，與小清河關(guān)系不大，在黃臺站最高水位及洪峰流量出現(xiàn)之前，沒有啟用臘山分洪工程分流興濟(jì)河洪水。只有臘山閘關(guān)閉與小清河有關(guān)，臘山閘為單孔閘門，最大過流流量10 m3/s，當(dāng)時開度只有0.1 m，在分洪道水位31.3 m時落閘，減少入小清河流量約0.5 m3/s，可以近似認(rèn)為沒有影響。本次暴雨的強(qiáng)度、平均降雨量與2015年8月3日、2005年7月23日兩次暴雨類似。2007年綜合治理后、2020年防洪治理后，在未啟用臘山分洪的情況下，小清河干流行洪能力的變化對比見表1。

表1 小清河綜合治理前后行洪能力

由表1可知，三場暴雨，黃臺站上游平均降雨量相近，同時，黃臺上游匯水面積、下墊面、支流情況變化不大，所以產(chǎn)匯流情況相近。但2020年防洪治理后，相同降雨量的情況下，小清河黃臺站漲幅大幅減小，且相近水位下，流量大幅增加。

3.2 洪水宣泄速度

防洪治理之前，2007年綜合治理段終點(diǎn)位于洪園閘下游2 km處的濟(jì)青高速公路橋，濟(jì)青高速公路橋下游尚未治理，河道驟然變窄，仍為不足20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，在高速公路橋處形成瓶頸。提閘放水開始后的前2~3 h，綜合治理段河道內(nèi)水位能夠降下0.5 m左右，但3 h后，水位降落趨緩。這是因為開閘后，閘上閘下水位差大，流速快，流量大，所以前面2~3 h水位降落快。3 h后，從洪園閘到濟(jì)青高速橋段河道已經(jīng)蓄到與洪園閘水位基本持平，受卡口影響，又不能快速下泄，流速緩慢，所以水位降落趨緩，為每小時4 cm左右，降落1 m需12 h以上。

2020年防洪治理完成之后，7月11~12日的降雨，洪園閘閘門全部開啟后，根據(jù)洪園閘管理所的現(xiàn)場觀察，4.5 h內(nèi)，洪園閘閘前水位由20.70 m迅速下降至18.45 m，下降2 m以上。需要指出的是，2015年8月3日暴雨開始前7 h，洪園閘大小閘門就已經(jīng)全開度開啟，而2021年7月11日降雨，水位21.30 m，流量172 m3/s時，洪園閘大閘門并未開啟，洪水從大閘門頂部向下宣泄，而大閘門閘孔底部高程20.00 m。在小閘門落閘、過水?dāng)嗝鏈p小的情況下，過流能力仍大于2015年敞泄時。2021年7月29日為防御臺風(fēng)“煙花”帶來的暴雨，洪園閘提前全開度開啟，當(dāng)水位19.18 m時，流量已達(dá)136 m3/s。

4 結(jié)語

實踐證明，2020年防洪治理后，市區(qū)段小清河流速較2015年有較大提高?？梢?，綜合治理之后，洪水水位漲速慢、漲幅小、回落快、流量大。分析原因：一是防洪綜合治理后，下游河底大幅拓寬且降低，原濟(jì)青高速公路橋處的瓶頸頂托阻水的情況不復(fù)存在，使洪水下泄順暢，流速快；二是本次降雨，強(qiáng)度雖然已達(dá)到大暴雨級別，但比起作為參照的兩場降雨，強(qiáng)度仍然略小，歷時略長且過程中有間歇，產(chǎn)流匯流過程并不連續(xù)。需要注意的是，雖然2020年防洪治理后，小清河的行洪能力大幅提高，但從2021年的防汛實踐來看，往往小清河水位尚未開始起漲，匯流過程中濟(jì)南市主城區(qū)多處已發(fā)生險情，少年路等地仍存在短時積水情況，山大路、舜耕路等仍有馬路行洪情況。一方面是因為濟(jì)南市南高北低、落差較大造成的；另一方面，提升城市地下管網(wǎng)排水系統(tǒng)、建設(shè)海綿城市等仍然任重道遠(yuǎn)。

以上是根據(jù)2021年7月11日濟(jì)南市區(qū)暴雨對防洪綜合治理后濟(jì)南市區(qū)段小清河的行洪能力作出的簡要分析。由于一場暴雨的代表性不足，掌握的數(shù)據(jù)也不夠全面，分析中難免有錯漏之處。今后要繼續(xù)搜集雨水情資料，探尋綜合治理后的行洪規(guī)律，為科學(xué)調(diào)度提供依據(jù)，以期在保證小清河安全行洪的同時，最大限度地科學(xué)利用水資源。