许昌市清潩河“2008·7·14”暴雨洪水分析

□王 冰（河南省许昌水文水资源勘测局）□尹小飞(河南省白龟山水库管理局)

1.概述

清潩河为许昌市境内颍河最大支流，上游分北南两支，北支为潩水河，发源于新郑市辛店西大隗山凤后岭北，在潩水寨西进入长葛市，经和尚桥东穿京广铁路，由北向东南贯穿许昌县中部，由于河行高地，故又称高底河。南支为石梁河，又名清泥河，发源于禹州市无梁镇西北好汉坡，经长葛市石固镇东南进入许昌县，两次穿过京广铁路后，绕许昌市区西经灞陵桥东南又过铁路，在临颍县东北与许昌南来的清潩河汇合，东南行在西华、鄢陵交界处的合河口注入颍河。1957年经治理，将两支河流在京广铁路路东、许昌县浮沱村东合为一条。按照“河源为远”原则，潩水河为主干，石梁河为支流。清潩河全长149km（许昌市境内河长71 km），流域面积2361.6 km2，主要支流有石梁河、小泥河、新沟（上游为小洪河）等。清潩河在长葛市李寨至汇入颍河口长72 km，河床比降1/1000～1/15000（控制流域面积640km2），1967年7月许昌站实测洪水流量528m3/s。其中石梁河发源于禹州市无梁镇西北好汉坡，流经长葛市西部、许昌县北部于浮沱村东注入清潩河，全河长40.4 km，流域面积391km2。1957年长葛将其境内河段进行治理，设计洪水流量为320m3/s。1972年许昌县将该河按5年一遇除涝标准治理，并陪修堤防（左右堤）总长30.6km，设计洪水流量为283 m3/s。该河是许昌市区防汛的重点河道之一，要求其右堤必须确保安全。

2.暴雨洪水过程

2.1 暴雨过程及特点

受低槽东移影响，2008年7月13日19时至7月14日7时，郑州、许昌等市降中到大雨，局部出现大暴雨和特大暴雨，暴雨中心集中在许昌北部的长葛、禹州和郑州南部的新郑、新密四地市交界处，郑州中南部、许昌西部，累计最大点雨量新密曲梁雨量站274 mm、新郑后胡水库203 mm，郑州尖岗水库185mm，禹州市禹州雨量站179mm。省气象局遥测长葛市坡胡站436.5mm、后河414.7mm，为该区域同期雨量最大值。

2.2 洪水分析

短历时高强度的降雨，致使清潩河支流石梁河以西地区各河普发洪水，7月14日凌晨清潩河流域普降暴雨，雨带从东北部逐渐向中部延伸，截至14日8时石梁河上降水量超过100 mm的监测站点有褚河（175 mm）、小吕（102.7 mm）、古城（109 mm）、无梁（132.5 mm）、郭连（101 mm）、山货（325.1 mm）、朱阁（110 mm）等7个乡镇，其中最大降雨点在山货，雨量为325.1 mm，其它站点平均降雨在50 mm以上，城区降水136 mm。其中石梁河郭连乡张涧断面00：30水位上涨0.5m，01：30水位涨至5m（水位与路面持平），02：10水位上涨至5.6m，路面积水0.6m，05：00水位回落至5m，张涧村90%的农户进水1m左右。04：00郭连乡张涧段、军陈段最高洪水位达5.6 m。山货乡段14日凌晨4点半满槽，洪峰流量大约为150m3/s。上午7点左右水位下降约1m，流量为110 m3/s，10点水位下降2.2m，流量约为50 m3/s。由于该河道无水位观测设施，同时段对石梁河下游许昌市东环路交通桥进行统计比较，东环路交通桥处地势较低，上游来水及周边地区地面径流迅速流入石梁河，14日零时左右，石梁河水位开始上涨，凌晨4时左右，东环路交通桥水位涨至最高，最高水位超出交通桥桥面0.1m，9时左右，交通桥附近河堤出现坍塌、断裂现象。随后逐渐回落，至13时左右，水位降落3.5m，13时30分，水位又下降 2.0m左右，水势逐渐平稳。据不完全统计，这次暴雨洪水造成石梁河堤防决口5处共长400 m，其左岸3处，右岸2处，堤防大小跌窝13处，总长度70m。

清潩河主干本次降雨历时为7月13日21时至7月14日8时，监测站点降雨量分别为坡胡435.3 mm，后河414.9 mm，增福庙229.2mm，长葛194.9mm。属罕见的特大暴雨。暴雨发生后，径流迅速汇入清潩河，到7月14日早上7时，长葛市区英刘闸处形成88.57m的最高水位。

洪峰到达长葛市区后，在市区段迅速聚集，形成了高水位，主河槽大部分平槽，英刘闸处形成了历史最高水位。随着英刘闸闸门的开启，水位平稳下来，至7月14日12时水位降落至84.37m。洪峰顺利通过了英刘闸。由于洪水沿闸室段及东侧翼墙漫溢，先将土体冲走，而后将上下游浆砌石护岸冲塌，冲走土体数千立方米。据不完全统计，这次洪水清潩河主干冲毁桥涵4座，面上冲毁桥涵20多座。石梁河最大洪峰于14日10时40分到达东张闸，清潩河最大洪峰于14日14时到达学院路桥，最大流量约360m3/s，清潩河、石梁河水位淹没滩地约70cm。

清潩河浮沱拦河闸，三孔闸门全部开启，闸门开启高度为5.7 m，洪水到达时为14日6点30分，10点50分水位涨平，12时20分水位开始回落，最高洪峰水位为74.05 m。16日凌晨3点水位回落至69.30m。浮沱闸上下游滩地均上水，上游滩地上水高度为1m。

清潩河健康路橡胶坝，坝袋全部落坝运行，落坝高度为5.0 m，底孔全部开启，洪水到达时间为14日7点30分，12点30分水位涨平，12点50分水位开始回落，最高洪峰水位为68.73m，距橡胶坝最高蓄水位70.0 m低1.27 m，16日24点水位回落至66.02m。

清潩河马岗闸，五孔闸门全部开启，开启高度为6.4m，洪水到达时间为14日8点07分，13点30分水位涨平，14点30分水位开始回落，最高洪峰水位为66.18m，16日16时水位回落至61.00 m，马岗闸上下游滩地均上水，上游滩地水深平均1.3m，下游探底水深均为1.5m。

14日15点左右，过境最大流量达350 m3/s，河水已上两岸滩地，致使巨陵、王孟、王岗3个乡镇的部分农田受灾，受灾面积达127hm2，绝收47hm2。少部分过堤路口由于水势较猛，路口高程低，出现有溢水现象。

3.洪水调查

3.1 调查过程及计算方法

考虑到这次洪水过程中，清潩河上呼沱闸、健康路橡胶坝和赵庄闸均有较详细的水位记录，因此可利用水工建筑物对洪峰流量和洪水总量进行计算。

工程情况：清潩河健康路橡胶坝位于健康路桥上游100m处，采用充水双锚固结构形式，设计坝顶高程为70.0m，坝底高程65.0m，坝底长34m，坝高为5 m，高程70 m时河宽54 m，河岸边坡为1：2，坝址处河底高程61.7m，河底处宽15m。20年一遇洪峰流量501 m3/s，50年一遇设计洪峰流量650 m3/s，需在上游向东往小洪河分洪50m3/s。

3.2 洪峰流量

石梁河支流，根据禹州市水利局调查成果，石梁河上游的郭连乡张涧段14日1点30分至5点水位较高，山货乡段洪峰流量约150m3/s。

清潩河健康路橡胶坝洪峰流量采用SL227-98《橡胶坝技术规范》中推荐的宽顶堰堰流基本公式进行计算，即：

式中Q—过坝流量，m3/s；

σ—淹没系数，可取宽顶堰的试验数据；

ε—堰流侧收缩系数，与边界条件有关；

m—流量系数；

B—溢流断面的平均宽度,m；

h0—计入行近流速水头的堰顶水头，m。

公式中有关参数的选择可采用SL265-2001《水闸设计规范》中的有关公式和经验值，其中σ可采用计算，式中H0为计入行近流速水头的堰上水深，此处计算时为简便不考虑行近流速，Hs为由堰顶算起的下游水深，洪峰水位为68.73m，由此计算得到淹没系数σ为0.86，m根据《橡胶坝技术规范》中的参考值为坝袋完全坍平时m=0.33-0.36,充胀时m=0.36-0.45,因此洪峰流量计算m值采用0.35，堰流侧收缩系数ε根据经验值采用0.97，从而得到洪峰流量为351m3/s，接近20年一遇洪水。

“7·14”暴雨洪水暴雨强度大、汇流快、流量较大且又发生在夜间，且本流域多年没有发生较大的洪水过程，防汛意识不强，造成上游部分桥涵冲毁，下游部分农田受灾。少部分过堤路口由于水势较猛，路口高程低，出现有溢水现象。

4.总结及减灾建议

根据这次暴雨洪水情况，建议汛期加强上游暴雨监测预警，在部分河段设置水位站进行监测预警，提高雨水情和工情信息的采集时效性，并尽快恢复许昌市区段的许昌水文站，以掌握暴雨洪水过程，及时作出洪水预报和预警，通过非工程措施，降低洪水灾害的影响。