濮阳金堤河流域“8·18”暴雨洪水分析

李永革，潘晓丹

（1.河南省濮阳水文水资源勘测局，河南 濮阳 457000；2.济源黄河河务局，河南 济源 459000）

0 引言

金堤河系黄河的一条支流， 发源于豫北滑县耿二庄，流向东北，经河南省新乡、鹤壁、安阳、濮阳和山东省聊城5 地市的12 个县，在河南省台前县张庄汇入黄河，干流河长为158.6 km。金堤河流域呈狭长的三角形，上宽下窄，海拔西南高、东北低，流域面积为5 047 km2， 其中濮阳境内流域面积约1 750 km2，占比约为34.7%。

金堤河流域位于中纬度地带，属暖温带半湿润大陆性季风气候， 夏季受西太平洋副热带高压控制，雨量多且集中； 冬季和春季受西伯利亚冷高压控制，雨雪稀少，风多干冷。 流域多年平均降水量为556 mm，多年平均径流量为2.67 亿m3，降水年内分配不均，主要集中在汛期（5～9 月），年际变化也较大。

金堤河洪水属暴雨型，所形成的洪水过程为肥胖型，一次洪水历时一般在8 d 以上，遇两次洪水过程，历时可达13 d 以上。 一般年份，金堤河洪水多呈单峰出现；丰水年份，一般为双峰型洪水。 2018 年8 月17日～19 日，濮阳金堤河流域出现大到暴雨，局部地区出现大暴雨［1］。 笔者在调查此次暴雨洪水痕迹和分析实测数据的基础上［2］，探讨了其发生原因、发展过程和雨洪特点， 以期为金堤河水文预报方案的修正提供依据，为编制“十四五”水文发展规划提供参考。

1 暴雨特征分析

1.1 暴雨成因

金堤河流域在濮阳市境内的主要支流有回木沟、三里店沟、五星沟、董楼沟、胡状沟、房刘庄沟、濮城干沟、孟楼河等，其中孟楼河是最大的支流。 流域内设有濮阳站、范县站2 处水文站和大韩、贾垓、石楼3 处中小河流水文巡测站，还设雨量站35 处。

2018 年7 月22 日～8 月19 日，西太平洋和南海共有4 个台风（10 号“安比”、12 号“云雀”、14 号“摩羯”、18 号“温比亚”）影响河南省。“温比亚”诞生于全年西南季风最强时，且此时台风“贝碧嘉”“摩羯”“丽琵”相继消散，西南季风水汽主力全部归它。 一般台风登陆后，由于下垫面摩擦增大、水汽输送减小等不利条件，其强度急速衰减。 “温比亚”登陆后，与西风带系统结合，加上良好的季风水汽输送，其在河南省境内完成了减速、停滞、拐弯转向的过程，然后又顽强北上，与冷空气结合，掀起了新一轮强降雨［3］。

河南省“8·18”暴雨自8 月17 日3 时开始至19日22 时结束，共经历两个阶段：第一阶段为8 月17日3 时～18 日3 时，该阶段降雨主要是受台风“温比亚” 外围云系影响所致； 第二阶段为8 月18 日3时～19 日22 时，该阶段降雨主要是台风“温比亚”进入河南省造成的。受“温比亚”台风影响，濮阳金堤河流域8 月17 日～19 日出现大到暴雨过程。

1.2 暴雨过程及降雨量

2018 年8 月17 日， 金堤河流域普降小到中雨，18 日降雨转为暴雨及大暴雨，19 日降雨强度逐渐减弱。 2018 年8 月，金堤河流域濮阳市境内总降雨量为171.6 mm，比历史同期平均降雨量（117.5 mm）增加了46.0%，充分体现了该次降雨强度大的特点［4］。流域35处雨量站中有22 处雨量站时段累计降雨量大于150 mm， 占比达到62.9%。 这说明降雨强度大且覆盖面广。 降雨量主要集中在18 日， 流域面平均降雨量为112.9 mm，占降雨过程流域面平均雨量（163.8 mm）的68.9%，最大1 d 降雨量为孔村雨量站（184.5 mm）。

累计降雨量由南向北逐渐减小， 沿金堤河流域分布2 个超200 mm 的暴雨中心， 分别为孔村站（226.0 mm）和吴坝站（227.0 mm），暴雨带呈西南-东北向，累计降雨量为100～150 mm 的降雨主要分布在金堤河中游。该区具体降雨量分布如表1 所示，面雨量如图1 所示。

表1 濮阳金堤河流域2018 年8 月17 日～19 日降雨量统计情况Tab.1 Rainfall statistics of Jindi river basin of Puyang from August 17 to 19， 2018

图1 金堤河流域“8·18”暴雨面雨量图Fig.1 Hyetograph of “8·18” rainstorm of Jindi river basin

1.3 暴雨时空分布

统计此次暴雨过程的降雨量， 最大1 h 降雨量分别发生在19 日5 时的孔村（21.5 mm）、19 日9 时的刘拐（21.5 mm）及19 日12 时的吴坝（43.0 mm），即雨强随暴雨中心转移而转移， 具体演进方向为滑县孔村—濮阳县刘拐—台前县吴坝。

此次降雨量空间分布基本均匀，上下游略多；暴雨过程主雨时段为8 月18 日3 时～19 日23时，时长约44 h，具体时间分布如表2 和图2 所示。

由表2 和图2 可知， 此次金堤河流域的暴雨历时长、范围广、强度高且时段集中［5］。

1.4 暴雨频率分析

选取暴雨区内有长系列资料的王辛庄、 徐镇、濮城和马楼4 处雨量站，统计各站历史暴雨资料（各站资料的系列长度分别为：1955～2017 年、1962～2017年、1959～2017 年、1963～2017 年），采用国内水文行业通用的“P-III”型水文频率分析软件进行频率分析，确定“8·18”强降雨重现期，结果如表3 所示。 由表3 可以看出， 各站短历时降雨重现期均不超过5 年一遇，24 h 降雨量为10 年一遇，48 h 降雨量为20 年一遇。

2 洪水分析

2.1 洪水发生时间和特点

由于高强度、大范围的暴雨，金堤河干支流水位均出现不同程度的上涨，说明此次洪水发生范围广。金堤河干流主要控制站大韩站、濮阳站、范县站、贾垓站的水位上涨时间均为8 月18 日，分别历经48 h、52 h、110 h、114 h，水位涨到最高，对应出现的洪峰水位分别为50.22 m、49.68 m、44.22 m、42.44 m，涨幅分别为1.77 m、1.49 m、1.71 m、1.3 m［6］。 金堤河支流孟楼河控制站石楼站水位起涨时间是8 月17 日，历时9 h 出现洪峰水位43.40 m，涨幅为0.05 m［7］。各水文站点实测最高水位及最大流量如表4 所示，金堤河主要水文站来水过程如图3 所示。

表2 濮阳市金堤河流域2018 年8 月18 日～19 日时段降雨量统计表Tab.2 Rainfall statistics of Jindi river basin in Puyang from August 18 to 19， 2018

图2 濮阳金堤河流域暴雨区主要雨量站时程分布图Fig.2 Time history distribution of main rainfall stations in rainstorm area of Jindi river basin of Puyang

表3 王辛庄、徐镇、濮城和马楼4 处雨量站时段最大降水量重现期统计表Tab.3 Statistics of return period of maximum rainfall at Wangxinzhuang， Xuzhen， Pucheng and Malou rainfall stations

选取具有长系列历史特征值的濮阳站和范县站，对此次洪峰特征值进行分析。 濮阳站实测洪峰流量为34.6 m3／s，相当于20 年一遇洪水［8］；范县站实测洪峰流量为82.6 m3／s，相当于30 年一遇洪水［9］。

由表4 和图3 可知，“8·18” 洪水级别不是特别高，但持续时间较长。由于上游洪水演进过程中存在明显的坦化现象［10］，下游范县站洪水过程出现两次洪峰。由于支流洪水与区间来水遭遇，造成干流洪峰流量沿河递增，支流洪水洪峰及流量偏小。洪水历时较长，干流上游洪水呈现单峰过程，峰型尖瘦，下游洪水呈现复峰过程，峰型偏胖。

2.2 洪水来源

2018 年8 月， 金堤河洪水主要由强降雨形成。濮阳水文站的洪水主要来源于17～19 日的降雨，范县水文站洪水主要来源于17～19 日的降水及上游金堤河干支流洪水，贾垓水文巡测站流量最大，洪水主要来源于上中游干支流洪水及区间降雨［11］。

表4 金堤河流域各站最高水位及最大流量统计表Tab.4 Highest water level and maximum discharge of each station of Jindi river basin

图3 金堤河流域“8·18”暴雨主要水文站洪水来水过程Fig.3 Inflow process of main hydrologic stations of “8·18” rainstorm of Jindi river basin

3 结语

（1）2018 年，受18 号台风“温比亚”影响，濮阳金堤河流域8 月17～19 日出现了大范围的大到暴雨过程。 全流域35 处雨量站时段累计降雨量大于150 mm 的有22 处，占总数的62.9%。 18 日流域面平均降雨量为112.9 mm，占降雨过程流域面平均雨量（163.8 mm）的68.9%，最大1 d 降雨量发生在孔村雨量站（184.5 mm）。降水量空间分布基本均匀，上下游略多。暴雨特点为历时较长、覆盖面广、总量大、强度高且时段集中。

（2）2018 年8 月， 金堤河洪水主要由强降雨形成。由于支流洪水与区间来水遭遇，造成洪峰流量沿河递增，支流洪水洪峰、洪量偏小。洪水覆盖面广、涨幅大、历时较长，干流上游洪水呈现单峰过程，峰型尖瘦，下游洪水呈现复峰过程，峰型偏胖。

（3）由于水文巡测站缺乏长系列的水文资料，本文对金堤河干流洪水的研究仍需进一步完善。

（4）此次洪水级别虽然不是特别高，但在测洪过程中，由于设备老化、环境恶劣，导致部分站点无法测流或测流不及时，故在“十四五”水文发展规划中，应该加强对流域测流设备的改善及测流断面的修整。