沙潁河流域賈魯河“21·7”暴雨洪水調查分析

魯志杰，王凱，胡友兵，馮志剛

（淮河水利委員會水文局（信息中心）,安徽 蚌埠 233001）

1 基本情況

1.1 雨情

受華北大陸高壓前部的東北風與副高外圍的西南風形成低渦切變及西南低空急流共同影響，2021年7 月14 日開始，淮河流域大部普降暴雨到大暴雨。強降雨主要集中在7 月19—22 日，沙潁河上游局地特大暴雨，沙潁河周口以上面雨量接近250mm。本次強降雨主要特點是累計雨量大、持續時間長、短時降水強、極端性突出。強降雨過程主要出現在7月19—22 日，雨區主要集中在沙潁河周口以上地區，面雨量100、200 及400mm 以上的籠罩面積為3.43 萬、1.95 萬、0.34 萬km2。根據國家氣象站資料，單站1小時最大雨量為鄭州站201.9mm，打破了陸地國家氣象站1 小時最大雨量記錄。

1.2 水情

受強降雨影響，淮河流域沙潁河等河流發生超警戒洪水，賈魯河發生有實測資料以來最大洪水。賈魯河中牟站、扶溝站最高水位、最大流量均排歷史系列第1 位（扶溝站洪峰流量為考慮上游潰漫后的流量）。沙潁河周口站、槐店站、洪汝河楊莊站、桂李站、五溝營站發生超警戒水位洪水，超警戒水位幅度為0.03～2.06m；淮北支流洪汝河、沙潁河上游昭平臺、宿鴨湖等8 座大型水庫和賈魯河上游常莊、尖崗等21 座中型水庫超過汛限水位，最高超汛限水位0.06～6.03m，其中賈魯河尖崗、常莊、佛爾崗、五星、紙房、安溝、李灣、丁店8 座中型水庫超過有實測資料以來最高水位，超幅為0.15～4.26m。位于鄭州市區南部金水河上游小型水庫郭家咀水庫出現洪水漫溢險情。

2 洪水調查分析情況

賈魯河發源于河南省新密市，向東北流經鄭州市，至市區東北郊折向南，流經中牟縣、尉氏縣，至周口市匯入沙潁河。賈魯河干流全長276.5km，河道平均比降0.302‰，流域面積5896km2，耕地面積520 萬畝。流域多年平均年降水量648.9mm，多年平均年徑流深78.4mm。

2.1 洪水淹沒情況

通過調查和勘測，賈魯河潰口、漫溢洪水主要淹沒區域分布在沿賈魯河兩岸的3 部分區域：一是位于鄭州市中牟縣與開封市交界處，淹沒面積約28.18km2，最大滯蓄水量0.313 億m3；二是位于周口市扶溝縣高集閘至北關閘區段，淹沒面積約43.09km2，最大滯蓄水量0.538 億m3；三是周口市西華縣聶堆鎮至王營鄉，淹沒面積69.82km2，最大滯蓄水量0.845 億m3。

三部分淹沒區域總淹沒面積約141.1km2，總滯蓄水量1.696 億m3。洪澇淹沒面積及滯蓄水量統計見表1。

表1 洪澇淹沒區域及滯蓄水量調查統計表

2.2 洪水量級分析

以賈魯河干流具有長系列流量資料的中牟、扶溝水文站為控制節點，依據實測水文資料和洪水調查資料，并考慮堤防潰決、漫溢，以及上游主要中型水庫攔洪調蓄、中游清水河跨流域分水的影響，分別分析實測洪水和還原洪水的量級和重現期。

2.2.1 實測洪水量級分析

由于中牟站以上未發生堤防漫決，采用中牟站斷面實測洪水過程分析洪峰流量和各時段洪水總量。本次洪水中牟站實測最大流量608m3/s；最大1、3、7 天洪量分別為0.5037 億、1.232 億、1.95 億m3。最大流量和各時段最大洪量均位列本站自1959 年以來資料系列第1 位。

本次洪水扶溝站最大流量331m3/s，位列本站1951 年以來實測最大流量系列第8 位。最大1、3、7 天洪量分別為0.2825 億、0.8156 億、1.671 億m3，分別位列相應實測洪量系列第7、4、3 位。

由于賈魯河中牟至扶溝河段堤防出現潰漫，有0.85 億m3水量滯蓄在河道兩岸低洼地，減少了河道的下泄流量和洪水總量。根據河段中游水文巡測資料和洪水調查資料，對扶溝站以上河段淹沒區域一、二滯蓄的潰漫水量進行過程分析，河段最大潰漫流量467m3/s，推算出含河段潰漫水量的實測最大流量為780m3/s（7 月24 日），在實測最大流量系列中排第1 位；最大1、3、7 天洪量分別為0.615 億、1.525億、2.449 億m3，位列相應實測洪量系列第1、2、3位。經對實測最大流量、各時段洪水總量資料系列頻率分析，中牟站最大流量、最大洪量（1、3、7 天）重現期約100 年。扶溝站最大流量重現期為50～100年，最大1、3、7 天洪量重現期為50 年左右。

2.2.2 還原洪水量級分析

2.2.2.1 中牟站還原洪水

賈魯河中牟站以上流域內有6 座中型水庫（賈魯河尖崗、賈峪河常莊、索須河丁店、楚樓、河王、十八里河上游后湖），集水面積為483.7km2，占中牟站以上集水面積的23%，洪水期間攔洪削峰的作用明顯。中牟站的還原洪水，重點考慮6 座中型水庫的影響。

采用馬斯京根法將水庫蓄變量合并過程演算至中牟水文站（洪水演算參數采用分析值：K=20h、x=0.28，Δt=2h），與中牟站實測洪水過程疊加，作為中牟站還原洪水過程。經還原計算，中牟站還原洪水最大流量973m3/s（7 月21 日），最大1、3、7 天洪量分別為0.729 億、1.586 億、2.358 億m3。

2.2.2.2 扶溝站還原洪水

（1）上游水庫影響

受賈魯河上游6 座中型水庫的影響，采用中牟站受水庫的影響過程，通過流量演算，計算至扶溝站。本次洪水佛爾崗水庫攔蓄洪水量不大，據反推入庫洪水資料統計，水庫消減洪峰僅8%，最大攔蓄洪水量0.16 億m3。佛爾崗水庫對扶溝站影響，采用水庫蓄水變量過程演算至扶溝站（K=40h、x=0.25，Δt=2h）。

（2）清水河引水

清水河起于賈魯河高集閘閘上左岸，流經扶溝縣、西華縣于周口市川匯區毛寨村龍路口（閘）匯入新運河，入沙潁河左岸，全長約99km，河道水量為跨賈魯河流域引出水量。洪水期間清水河7 月22—31 日自高集閘上引出賈魯河流域的水量0.52 億m3，最大引水流量159m3/s。

（3）中牟至扶溝河段潰漫水量

根據洪水調查，洪水期中牟至扶溝河段出現12處堤防潰漫，潰漫水量過程已計入扶溝站實測洪水過程。

（4）還原計算成果

根據上游水庫影響過程和清水河的分水流量過程，分別疊加至扶溝站包含河段潰漫流量的實測過程，即為扶溝站的還原流量過程。中牟、扶溝站還原流量過程見圖1。

圖1 賈魯河中牟（左圖）、扶溝站（右圖）實測流量與還原流量過程線圖

經還原計算，扶溝站還原洪水最大流量1160m3/s（7 月24 日），最大1、3、7 天洪量分別為0.890 億、2.198 億、3.250 億m3。根據還原洪水計算成果，參考實測洪水頻率曲線，分別估算中牟、扶溝站最大流量和不同時段洪量的重現期。中牟站還原洪水最大流量重現期約250 年，最大1、3、7 天洪量重現期分別約為250、200、200 年。扶溝站還原洪水最大流量重現期約250 年，最大1、3、7 天洪量重現期分別約為250、200、超過50 年。

3 總結與建議

本次賈魯河洪水，總體評價為有實測資料以來的最大洪水。通過調查分析，賈魯河上游河段經過多年系統治理，河道防洪標準達到50～100 年，河段最高水位低于堤頂高程0.5m 左右，河道行洪能力增加明顯。中下游河段雖經部分治理，但未經系統治理，河段過水斷面面積變化不顯著，河道行洪能力變化不大。防洪標準普遍20 年一遇（下游部分河段只有10 年一遇），河道的設計保證流量500m3/s 左右，遠低于本次實測洪水量級，造成中下游河段出現多處潰漫險情。本次洪水反映出賈魯河現狀防洪體系還存在明顯短板。

3.1 健全堤防工程、提高防洪標準

本次暴雨洪水規模雖遠超賈魯河中下游河道的設計標準，但也充分暴露了中下游河段防洪標準偏低，部分河段兩岸僅僅依靠地形約束河道水流，甚至無堤可防。建議后續復核修正流域設計洪水成果，完善河道堤防建設，提高河道行洪能力。

3.2 完善水文監測站網、提高水文監測能力

賈魯河流域現有水文站7 處，其中干流2 處水文站，中牟、扶溝站河長占干流總河長50%，中間無水文控制站；河道霍莊閘、陳崗閘、高集閘無水文監測設施。各水文測站測驗手段仍然以人工監測為主，現代化水平較低，高洪測流能力較低。建議按照水文站網布設原則完善水文監測站網，配備高水平的自動化、智能化監測設施設備，加強應急監測能力建設，全面提高水文監測能力。

3.3 強化預測手段、提升預警能力

本次暴雨洪水暴露出短臨天氣降水預報的不足，應加強氣象短臨天氣降水預報方面的技術研究。由于賈魯河多年來未發生較大洪水，且控制斷面較少，因此現有水文預報方案亟待修訂，并需分析研究無資料地區的水文預報方法■