海河流域“21·7”暴雨洪水分析

汪真真

（河南省信阳水文水资源勘测局，河南 信阳 464200）

1 暴雨分析

1.1 暴雨成因

河南整体地势西高东低，北、西、南三面环山，在西部和北部有秦岭、中条山、王屋山、太行山等山脉，南面和湖北之间有桐柏山、大别山，内部还有嵩山、邙山、伏牛山等，黄河从中北部穿境而过，中、东部为黄淮海冲积平原，西南部为南阳盆地。受一千公里外的台风“烟花”和副热带高压气流的影响，大量的水汽通过偏东风源源不断从海上输送到陆地，促成一条完整的暖湿气流带伸向豫北，在太行山东麓迎风坡喇叭口处汇聚，使得水汽辐合、上升，产生强降水。另一方面，华北冷涡所携带的干冷空气叠加到上空，形成了低空暖湿、高空相对干冷的环境，这便导致了极端强降水的产生。

1.2 暴雨概况和时空分布

2021 年7 月份全省平均降雨量337.20 mm，较多年同期均值（179.80 mm）偏多9成多。鹤壁市偏多3.50倍，郑州市偏多3倍，焦作市偏多2.90倍，新乡市偏多2.70倍，安阳市偏多2.60倍，济源市偏多1.60倍，许昌市偏多1.30倍，漯河、平顶山市偏多9成多，开封市偏多8成，濮阳偏多7成多，信阳、洛阳、三门峡市偏多4～7成，周口、南阳、驻马店、商丘市偏多1～4成（见图1）。

图1 2021年7月降雨量与多年同期均值比较图

1.3 降雨过程

7 月10 日开始受黄淮低涡、副热带高压和大陆高压的共同影响，海河流域先后发生2次强降雨过程，其中7月17日8时至24日8时为2021年以来最强降雨过程。

7月10日8时至12日8时，黄河以北及洛阳、三门峡、郑州、平顶山、漯河、南阳、驻马店市降小到中雨，其中黄河以北降大到暴雨，局部大暴雨、特大暴雨。降雨量超300 mm雨量站1处，200～300 mm 雨量站44 处，100～200 mm 雨量站338 处。累积最大点雨量：山西省晋城市阳城县窑头雨量站367 mm、泽州县崔庄雨量站298 mm，济源市玉皇庙雨量站277 mm，辉县市齐王寨雨量站269 mm。

7月17日8时至24日8时，全省普降大到暴雨，其中郑州、安阳、鹤壁、新乡、焦作、济源、平顶山、漯河市降暴雨、大暴雨，局部特大暴雨。累积最大点雨量：辉县市龙水梯雨量站1 159 mm，新乡市凤泉区分将池雨量站970 mm，郑州市中原区尖岗水库站956 mm，焦作市修武县东岭后雨量站953 mm，卫辉市猴头脑雨量站948 mm。降雨量大于700 mm的笼罩面积有7 030 km2，大于600 mm的笼罩面积有7 960 km2，大于500 mm的笼罩面积有1.79万km2，大于400 mm的笼罩面积有2.41万km2，大于300 mm的笼罩面积有3.55万km2。海河流域最大1 d、2 d、7 d降雨量（见表1）。

表1 海河流域最大1、2、7 d降雨量表

2 洪水分析

2.1 洪水过程

如前所述，海河流域从7 月10-12 日一次降雨过程，使土壤已达饱和。17日又开始降雨，使得全流域普遍产流，雨水很快汇入河道，导致各支流河水暴涨。受中小水库蓄洪及滞洪区影响，卫河上游淇门水文站22日18时30分首先出现洪峰流量460 m3/s，23日0时洪峰水位68.03 m，超保证水位1.63 m，超警戒水位3.93 m；汲县水文站24日8时出现洪峰流量265 m3/s，洪峰水位72.76 m，超保证水位1.56 m，超警戒水位3.56 m；下游元村集水文站25 日6时洪峰流量947 m3/s，洪峰水位47.98 m，超警戒水位0.30 m，超警戒历时76 h；最后五陵水文站31日11时出现洪峰流量861 m3/s，洪峰水位56.44 m，超警戒水位0.44 m。支流大沙河修武水文站22 日19 时洪峰流量343 m3/s，洪峰水位83.65 m，超保证水位0.15 m，超警戒水位1.65 m。共渠上游刘庄水文站22 日19 时30 分洪峰水位67.25 m，超保证水位1.05 m，超警戒水位2.85 m，24日15时洪峰流量523 m3/s；到达合河水文站23日11时洪峰流量1 320 m3/s，洪峰水位76.77 m，超保证水位0.97 m，超警戒水位2.77 m；最后黄土岗水文站24日0时洪峰流量1 140 m3/s，洪峰水位73.67 m，超保证水位2.17 m，超警戒水位3.67 m。安阳河安阳水文站22日13时25分洪峰流量1 890 m3/s，13时30分洪峰水位74.99 m，超警戒水位1.81 m，超警戒历时8 h。海河流域水文站分布图（见图2）及“2021·7”暴雨洪水流量特征值（见表2）。

图2 海河流域主要水文站分布图

表2 “2021·7”暴雨洪水流量特征值表

2.2 干流洪水量级

共渠合河水文站最高水位76.77 m，超建站以来历史最高水位（75.90 m）0.87 m；共渠黄土岗水文站最高水位73.67 m，超建站以来历史最高水位（71.48 m）2.19 m。

卫河上游大沙河修武水文站最高水位83.65 m，超建站以来历史最高水位（83.02 m）0.63 m；最大流量343 m3/s，超历史最大流量（203 m3/s）140 m3/s。

卫河汲县水文站最高水位72.76 m，超建站以来历史最高水位（70.77 m）1.99 m，最大流量265 m3/s，超历史最大流量（260 m3/s）5 m3/s；卫河淇门水文站最高水位68.03 m，超建站以来历史最高水位（67.45 m）0.58 m。

安阳河横水水文站最高水位6.94 m，超建站以来历史最高水位（6.80 m）0.14 m。

贾鲁河中牟水文站最高水位79.40 m，超建站以来历史最高水位（77.69m）1.71m，最大流量600 m3/s，超建站以来历史最大流量（245 m3/s）355 m3/s。贾鲁河扶沟水文站最高水位59.54 m，超建站以来历史最高水位（58.78 m）0.76 m。

2.3 高水位成因

海河流域支流众多，而此次降雨，通过分析发现，1、2、3 h的雨量超历史最大多，雨量站点笼罩面积大且滞留时间长。长期的持续暴雨使得土壤中水分很快达到充分饱和状态，使得水位快速上涨，卫河、贾鲁河洪水叠加猛、高水历时长，致使主河道水位居高不下。

3 暴雨洪水特点

3.1 降雨量大、强降雨集中

降雨量大。郑州市平均降雨量549 mm，占郑州市多年年平均降雨量（637 mm）86%，较郑州市多年汛期平均降雨量（417 mm）偏多32%；鹤壁市平均降雨量650 mm，较鹤壁市多年年平均降雨量（616 mm）偏多5%，较鹤壁市多年汛期平均降雨量（455 mm）偏多43%；新乡市平均降雨量546 mm，占新乡市多年年平均降雨量（653 mm）84%，较新乡市多年汛期平均降雨量（479 mm）偏多14%。

降雨时段集中。20 日强降雨主要集中在郑州城区，且主要降雨时段集中在20日的15时至18时，3小时降雨量：尖岗水库328 mm，占当天日降雨量（687 mm）的48%；地震局雨量站300 mm，占当天日降雨量（609.5 mm）的50%；常庄水库降雨量277 mm，占当天日降雨量（592 mm）的47%。

降雨强度大。最大1 小时降雨量郑州气象站201.90 mm（20 日16-17 时），最大60 min 降雨量水利设计院雨量站167.50 mm（20 日16 时20 分至17 时20 分）；最大6 h 降雨量郑州市中原区尖岗水库站463.50 mm、常庄水库站407 mm，鹤壁市淇滨区新村水文站351mm；最大24 h 降雨量郑州市中原区尖岗水库696.50 mm、常庄水库站650.50 mm、荥阳市环翠峪雨量站643.50 mm，鹤壁市新村水文站614.50 mm。

3.2 超警戒河流多、滞洪区水量级大

受7月17日至23日暴雨影响，卫河淇门以上出现大洪水，上游出现区域性特大洪水；贾鲁河出现大洪水，上游出现区域性特大洪水；卫河、共产主义渠、淇河、安阳河4 条河流出现超保正洪水，小洪河、颍河、惠济河、伊河、洛河、沁河6 条河流出现超警洪水；贾鲁河中牟水文站、洛河上游卢氏水文站出现有实测记录以来最大洪水；大沙河修武水文站，卫河汲县水文站、淇门水文站，共产主义渠合河水文站、黄土岗水文站，安阳河横水水文站出现有实测记录以来最高水位或最大流量。

卫河流域相继启用了广润坡、崔家桥、良相坡、共渠西、长虹渠、柳围坡、白寺坡和小滩坡8个滞洪区分滞洪水。其中，广润坡滞洪区7月21日启用，25日最大蓄洪量0.86亿m3；崔家桥滞洪区7月22日启用，24日最大蓄洪量0.34亿m3；良相坡滞洪区7 月22 日启用，24 日最大蓄洪量0.92 亿m3；共渠西滞洪区7月22日启用，27日最大蓄洪量0.70亿m3；长虹渠滞洪区7月23日启用，27日最大蓄洪量1.80亿m3；柳围坡滞洪区7月23日启用，26日最大蓄洪量0.98亿m3；白寺坡滞洪区7月24日启用，30日最大蓄洪量2.27亿m3；小滩坡滞洪区7月30日启用，8月4日最大蓄洪量0.74亿m3；8个滞洪区累计最大蓄洪量8.73亿m3。

3.3 水库拦洪多、消峰作用大

受7月17日至23日降雨影响，流域内2个大型水库：小南海水库最高水位176.74 m，超历史最高水位（175.42 m）1.32 m，小南海水库7月22日6时，最大入库流量1 380 m3/s，相应出库流量61 m3/s，削峰率96%。盘石头水库水位257.91 m，为建库以来历史最高水位，盘石头水库7 月22 日5 时，最大入库流量2 710 m3/s，相应出库流量7.20 m3/s，削峰率接近100%。

12 座中型水库：尖岗、常庄、丁店、五星、后胡、纸坊（登封）、唐岗、坞罗、佛耳岗、安沟、李湾、楚楼等最高水位超建库以来历史最高水位。其中，尖岗水库7月20日19时，最大入库流量1 090 m3/s，相应出库流量64 m3/s，削峰率94%；常庄水库7月20日18时10分，最大入库流量905 m3/s，相应出库流量430 m3/s，削峰率52%，流域内各水库消峰详情（见表3）。

表3 流域内各水库消峰详情表

4 结论

“2021·07”不仅仅是海河流域，整个河南省其他流域都出现了不同程度的暴雨、大暴雨天气，并造成了一定的城市内涝和山洪灾害，给人民生命和财产安全造成了严重损失。通过对海河流域这次受“烟花”台风和副热带高压气流影响所造成的暴雨洪水特性分析，充分认识海河流域暴雨洪水的成因和特性，有助于进一步掌握该流域暴雨洪水形成条件和变化规律，对今后防范类似台风影响积累了一定经验。另一方面，进一步认识到了水库消峰作用、分洪蓄水对防汛指挥调度的影响作用，对指导今后的防汛规划工作将具有重要意义。