一、 背景

壽光洪災(zāi)成因在媒體、微信報(bào)道頻頻。是調(diào)度不當(dāng)？是天災(zāi)？秉著職業(yè)的敏感和高度的社會責(zé)任心，宜水環(huán)境迅速組織本公司力量，聚集了具有多年國內(nèi)外大型流域洪水風(fēng)險(xiǎn)管理和模型經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)智慧，在缺乏官方資料的前提下，獲取了多渠道公共數(shù)據(jù)資源，經(jīng)過連續(xù)5天的調(diào)研、資料的收集分析、模型構(gòu)建和模擬分析，希望得出獨(dú)立、客觀、公正、具有一定完整性的災(zāi)情成因技術(shù)結(jié)論。

本報(bào)告是研究的主要依據(jù)和結(jié)論的技術(shù)匯總。報(bào)告對事件關(guān)鍵的洪水成因、風(fēng)險(xiǎn)識別、調(diào)度方案評估，做出了團(tuán)隊(duì)專業(yè)的獨(dú)立判斷。

結(jié)論有待相關(guān)管理部門發(fā)布。我們研究，期望是通過專業(yè)理性分析成因，總結(jié)教訓(xùn)，提出由此事件引起的，普遍適用于許許多多同類事件的啟發(fā)和建議。我們希望盡微薄之力，幫助加強(qiáng)全社會洪水風(fēng)險(xiǎn)意識，轉(zhuǎn)變年年頻發(fā)的被動救災(zāi)局面。

二、主要流域特征資料

流域地形

彌河主流發(fā)源于沂山天齊灣，地勢由西南向東北遞減。壽光洪水涉及的三座水庫，冶源水庫位于彌河上游干流，黑虎山水庫與嵩山水庫位于支流上，匯入彌河。彌河左右沿線城市從上游至下游分布有臨朐縣、青州市、昌樂縣、壽光市。其中彌河在下游穿過壽光市。庫區(qū)地形見下圖。

三、研究方法

    為了評估水情形勢，分析災(zāi)情成因，研究團(tuán)隊(duì)組成了具有國內(nèi)外豐富洪水模型經(jīng)驗(yàn)的專家團(tuán)隊(duì)，獲取了相關(guān)關(guān)鍵的基礎(chǔ)資料，構(gòu)建了壽光上游水庫及中下游水文水動力1D&2D耦合洪水模型。其中，譚家坊上游采用水文水動力1D模型，總控制匯流面積約1850km²，包括黑虎山水庫、嵩山水庫與冶源水庫以及彌河上游各支流匯水區(qū)域；譚家坊下游采用2D地表漫流模型模擬壽光市及其下游地區(qū)洪水淹沒過程并進(jìn)行洪水風(fēng)險(xiǎn)評估，整個2D地面模型面積約為1600km²。模型范圍合計(jì)3450 km²。模型降雨數(shù)據(jù)采用美國NASA，Global Precipitation Measurement（GPM）雷達(dá)實(shí)測降雨數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)時(shí)間間隔為30min。模型地面高程采用美國NASA，Shuttle Radar Topography Mission雷達(dá)高程數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度為30m*30m。模型概化圖如下。

模型概化圖

四、主要成果匯總

1、模型模擬結(jié)果

（1）三座水庫入庫流量模擬

    庫區(qū)利用水文模型和全流域匯水區(qū)二維坡面匯流，對三座水庫的入庫流量過程進(jìn)行了模擬，二種方法結(jié)果相近。得出819暴雨冶源水庫、黑虎山水庫和嵩山水庫的入庫最大流量分別為1700m³/s，650m³/s和425m³/s，峰值流量出現(xiàn)時(shí)間大約在2018.8.19晚9點(diǎn)~10點(diǎn)之間。 三座水庫入庫流量模擬過程見下圖。

冶源、黑虎山、嵩山819暴雨入庫流量模擬成果圖

（2）譚家坊流量模擬結(jié)果

    譚家坊是彌河中上游區(qū)域重要節(jié)點(diǎn)，設(shè)有水文監(jiān)測站點(diǎn)。本次模型模擬譚家坊最大流量約為2250m³/s，出現(xiàn)時(shí)間約為2018.8.20晚凌晨1點(diǎn)30分~2點(diǎn)30分之間。譚家坊模擬過程見下圖。此過程是從流域主要特征模擬和水文經(jīng)驗(yàn)分析得出，由于缺少可靠的河道斷面、水庫水位、譚家坊實(shí)測水位、流量等詳細(xì)資料，模型未能檢驗(yàn)，定有誤差。

    譚家坊流量2250m³/s，已經(jīng)超出壽光市防洪預(yù)警II級橙色預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)。說明防洪形勢非常緊急。壽光市防洪預(yù)警等級劃分見第六章資料來源說明。

譚家坊流量過程線（模型結(jié)果）

（3）彌河中下游洪水情勢

    模型總體成果動態(tài)分析和斷面流量分析表明，下泄洪水流經(jīng)壽光市中心發(fā)生向河道東西兩側(cè)漫流。流量峰值統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，其中彌河壽光市區(qū)下游段約40%向西漫流，約20%向東漫流，剩余約40%排向下游，見下圖。根據(jù)河道縱斷面、平面地形和河道走勢初步判斷，漫溢主要發(fā)生于壽光主城區(qū)略下游坡度趨緩，河道彎曲漸多，甚至90度彎度處。估計(jì)由于多年少發(fā)大水，河道及灘地行洪能力衰減。

彌河中下游洪水漫流情勢（模型結(jié)果）

2、819洪水風(fēng)險(xiǎn)圖

（1）風(fēng)險(xiǎn)分析

    根據(jù)實(shí)測出庫流量，模型模擬得出下游區(qū)域洪水淹沒圖（見下圖），彌河左右兩岸存在洪水淹沒風(fēng)險(xiǎn)，并在洛城街道附近淹沒范圍最大。

壽光819洪水風(fēng)險(xiǎn)等級分布圖（模型結(jié)果）

3、819降雨情勢

宜水環(huán)境科技根據(jù)從GPM獲取實(shí)測雨量，繪制了3日雨量等值線圖（8月17日8：00至21日8：00），以及最大24小時(shí)（19日8：00至20日8：00）雨量等值線圖（請見圖10 和圖11）。從諸多新聞獲取的事件描述回顧，GPM獲取的雨量在總量、時(shí)程分布特征和空間特征方面極為相似，因此在缺乏官方實(shí)測雨量資料的前提下，GPM雨量具可替代的研究價(jià)值。

從圖可見，降雨中心均位于彌河下游壽光市上口鎮(zhèn)附近，三日最大累計(jì)雨量達(dá)到401mm，最大24小時(shí)雨量發(fā)生在事件末，達(dá)300mm。

進(jìn)一步對壽光市上口鎮(zhèn)三日和24小時(shí)降雨過程數(shù)據(jù)分析（圖3、4）。自18日6：00 ~20日2：00，持續(xù)降雨45小時(shí)，累計(jì)降雨量401.5mm，雨峰在三日后。其中最大24小時(shí)降雨發(fā)生在19日0時(shí)-19日24時(shí)，累計(jì)降雨量346.1mm；最大2小時(shí)降雨發(fā)生在8月19日15-16時(shí)，累計(jì)降雨量100.0mm。峰值雨量發(fā)生在降雨過程后期，前期土壤在小降雨下達(dá)到飽和狀態(tài)，后期大暴雨來臨產(chǎn)流系數(shù)高，屬于極不利情形。

從三日、最大24小時(shí)雨量和壽光市防汛預(yù)警等級可以判斷，應(yīng)該是I級紅色預(yù)警。形勢異常緊急。

4、819洪水水庫調(diào)度方式評估

    由于篇幅太長，本節(jié)內(nèi)容另有專題介紹。請關(guān)注我們的微信公眾號Ewaters或撥打聯(lián)系電話獲取詳細(xì)內(nèi)容。

    此專題包括：

（1）冶源水庫調(diào)蓄分析

（2）冶源水庫防洪庫容潛力估計(jì)

（3）冶源水庫防洪庫容潛力利用效果分析

（4）庫群調(diào)度分析

（5）冶源水庫汛限水位太高影響評估

（6）水庫調(diào)度評價(jià)

5、壽光下游河道斷面平面走勢特征

    瀏覽Google 2018年影像資料，總體發(fā)現(xiàn)彌河壽光市下游開始河勢逐漸呈流蕩型，彎度增大。這是多年以來河流與自然動態(tài)平衡的結(jié)果。圖中可見，彌河分段筑有橡膠壩，下游有分叉，河灘空間較大。這種河勢，一旦發(fā)生大水，由于水流的動能和取直慣性，行洪灘地是否剝哈非常重要。

五、結(jié)論

1、根據(jù)降雨量空間分布、時(shí)程特征和模型成果分析，819壽光洪水主要成因?yàn)椋?br />

   （1）主要由本地暴雨導(dǎo)致洪水。本地24小時(shí)大于300mm的極為不利的特大暴雨降雨條件；由于前二日近100mm左右降雨，導(dǎo)致819特大暴雨幾乎100%產(chǎn)流；根據(jù)壽光市防汛預(yù)案，本地的暴雨量已超過I級紅色預(yù)警，本身險(xiǎn)情異常緊急；

   （2）彌河下游河道排洪能力衰退或尚未配套，導(dǎo)致壽光市至下游段彌河道洪水漫溢。模型分析表明，彌河壽光下游排洪能力可能僅僅在1000-1500m³／s左右，不足壽光市防洪預(yù)案II級橙色預(yù)警要求。

2、 黑虎山水庫可能前期水位略有偏高，導(dǎo)致雨峰來臨時(shí)迅速下泄。冶源水庫實(shí)現(xiàn)了下泄錯峰并攔截了近1000m³／s的入庫洪峰，防洪效果顯著。盡管仍有2000多萬m³可用調(diào)洪庫容，在綜合考慮水庫大壩重大設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)和決策緊迫的條件下，認(rèn)為調(diào)度得當(dāng)。

3、上游一大二中三座水庫819洪水的優(yōu)化調(diào)度略有潛力。但可能由于目前流域水文和洪水預(yù)報(bào)技術(shù)的局限，對水情和風(fēng)險(xiǎn)形勢判斷的準(zhǔn)確性和自信心稍有不足。盡管這不是本次壽光洪水至災(zāi)主要因素，但為發(fā)揮水庫綜合效益，在水資源利用、防洪風(fēng)險(xiǎn)管理決策、支撐下游社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市安全方面，決策技術(shù)的提高已經(jīng)非常必要，也很迫切。

六、免責(zé)聲明

       本研究未獲取任何官方資料，也無任何一方委托、提供資助或商業(yè)行為，純粹從專業(yè)角度，基于對社會的責(zé)任感而開展，也無意為壽光洪水成因做結(jié)論。因此形成如下免責(zé)聲明：

       1、本研究團(tuán)隊(duì)具有水文水資源、水力學(xué)、市政工程、環(huán)境工程等綜合專業(yè)背景，多年來一直在承擔(dān)國內(nèi)外大型流域防洪、風(fēng)險(xiǎn)管理、特大城市排水防澇規(guī)劃、洪澇預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)等項(xiàng)目，是具有水信息技術(shù)和模型實(shí)力的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。研究資料的分析取用、研究方法、體系與結(jié)論，出自于團(tuán)隊(duì)的專業(yè)分析和判斷，均有據(jù)可查，無任何有意修改和導(dǎo)致結(jié)論根本性偏離的主觀的工作。

       2、 本報(bào)告所有內(nèi)容前后組成一個整體，讀者的理解、引用或轉(zhuǎn)載不可斷章取義。報(bào)告交代了研究的方法和思路，對支撐文中涉及的研究結(jié)論是否合理讀者可以自行判斷。

       3、 由于缺乏官方數(shù)據(jù)，依據(jù)和結(jié)論必然存在不確定性。任何一方不得以此為據(jù)，用以對研究單位、團(tuán)隊(duì)成員、洪水事件的相關(guān)方追責(zé)、攻擊，或用于工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、咨詢、建設(shè)等其他用途。我公司和團(tuán)隊(duì)成員，對由此導(dǎo)致的后果，不承擔(dān)任何法律責(zé)任。

       4、 本報(bào)告版權(quán)歸“宜水環(huán)境科技（上海）有限公司”所有。未經(jīng)本公司書面授權(quán)，任何單位及個人不得對本報(bào)告進(jìn)行任何形式的翻版、復(fù)制、刊登、發(fā)表或者引用。