沙颍河流域贾鲁河“21·7”暴雨洪水调查分析

鲁志杰，王凯，胡友兵，冯志刚

（淮河水利委员会水文局（信息中心）,安徽 蚌埠 233001）

1 基本情况

1.1 雨情

受华北大陆高压前部的东北风与副高外围的西南风形成低涡切变及西南低空急流共同影响，2021年7 月14 日开始，淮河流域大部普降暴雨到大暴雨。强降雨主要集中在7 月19—22 日，沙颍河上游局地特大暴雨，沙颍河周口以上面雨量接近250mm。本次强降雨主要特点是累计雨量大、持续时间长、短时降水强、极端性突出。强降雨过程主要出现在7月19—22 日，雨区主要集中在沙颍河周口以上地区，面雨量100、200 及400mm 以上的笼罩面积为3.43 万、1.95 万、0.34 万km2。根据国家气象站资料，单站1小时最大雨量为郑州站201.9mm，打破了陆地国家气象站1 小时最大雨量记录。

1.2 水情

受强降雨影响，淮河流域沙颍河等河流发生超警戒洪水，贾鲁河发生有实测资料以来最大洪水。贾鲁河中牟站、扶沟站最高水位、最大流量均排历史系列第1 位（扶沟站洪峰流量为考虑上游溃漫后的流量）。沙颍河周口站、槐店站、洪汝河杨庄站、桂李站、五沟营站发生超警戒水位洪水，超警戒水位幅度为0.03～2.06m；淮北支流洪汝河、沙颍河上游昭平台、宿鸭湖等8 座大型水库和贾鲁河上游常庄、尖岗等21 座中型水库超过汛限水位，最高超汛限水位0.06～6.03m，其中贾鲁河尖岗、常庄、佛尔岗、五星、纸房、安沟、李湾、丁店8 座中型水库超过有实测资料以来最高水位，超幅为0.15～4.26m。位于郑州市区南部金水河上游小型水库郭家咀水库出现洪水漫溢险情。

2 洪水调查分析情况

贾鲁河发源于河南省新密市，向东北流经郑州市，至市区东北郊折向南，流经中牟县、尉氏县，至周口市汇入沙颍河。贾鲁河干流全长276.5km，河道平均比降0.302‰，流域面积5896km²，耕地面积520 万亩。流域多年平均年降水量648.9mm，多年平均年径流深78.4mm。

2.1 洪水淹没情况

通过调查和勘测，贾鲁河溃口、漫溢洪水主要淹没区域分布在沿贾鲁河两岸的3 部分区域：一是位于郑州市中牟县与开封市交界处，淹没面积约28.18km2，最大滞蓄水量0.313 亿m3；二是位于周口市扶沟县高集闸至北关闸区段，淹没面积约43.09km2，最大滞蓄水量0.538 亿m3；三是周口市西华县聂堆镇至王营乡，淹没面积69.82km2，最大滞蓄水量0.845 亿m3。

三部分淹没区域总淹没面积约141.1km2，总滞蓄水量1.696 亿m3。洪涝淹没面积及滞蓄水量统计见表1。

表1 洪涝淹没区域及滞蓄水量调查统计表

2.2 洪水量级分析

以贾鲁河干流具有长系列流量资料的中牟、扶沟水文站为控制节点，依据实测水文资料和洪水调查资料，并考虑堤防溃决、漫溢，以及上游主要中型水库拦洪调蓄、中游清水河跨流域分水的影响，分别分析实测洪水和还原洪水的量级和重现期。

2.2.1 实测洪水量级分析

由于中牟站以上未发生堤防漫决，采用中牟站断面实测洪水过程分析洪峰流量和各时段洪水总量。本次洪水中牟站实测最大流量608m3/s；最大1、3、7 天洪量分别为0.5037 亿、1.232 亿、1.95 亿m3。最大流量和各时段最大洪量均位列本站自1959 年以来资料系列第1 位。

本次洪水扶沟站最大流量331m3/s，位列本站1951 年以来实测最大流量系列第8 位。最大1、3、7 天洪量分别为0.2825 亿、0.8156 亿、1.671 亿m3，分别位列相应实测洪量系列第7、4、3 位。

由于贾鲁河中牟至扶沟河段堤防出现溃漫，有0.85 亿m3水量滞蓄在河道两岸低洼地，减少了河道的下泄流量和洪水总量。根据河段中游水文巡测资料和洪水调查资料，对扶沟站以上河段淹没区域一、二滞蓄的溃漫水量进行过程分析，河段最大溃漫流量467m3/s，推算出含河段溃漫水量的实测最大流量为780m3/s（7 月24 日），在实测最大流量系列中排第1 位；最大1、3、7 天洪量分别为0.615 亿、1.525亿、2.449 亿m3，位列相应实测洪量系列第1、2、3位。经对实测最大流量、各时段洪水总量资料系列频率分析，中牟站最大流量、最大洪量（1、3、7 天）重现期约100 年。扶沟站最大流量重现期为50～100年，最大1、3、7 天洪量重现期为50 年左右。

2.2.2 还原洪水量级分析

2.2.2.1 中牟站还原洪水

贾鲁河中牟站以上流域内有6 座中型水库（贾鲁河尖岗、贾峪河常庄、索须河丁店、楚楼、河王、十八里河上游后湖），集水面积为483.7km2，占中牟站以上集水面积的23%，洪水期间拦洪削峰的作用明显。中牟站的还原洪水，重点考虑6 座中型水库的影响。

采用马斯京根法将水库蓄变量合并过程演算至中牟水文站（洪水演算参数采用分析值：K=20h、x=0.28，Δt=2h），与中牟站实测洪水过程叠加，作为中牟站还原洪水过程。经还原计算，中牟站还原洪水最大流量973m3/s（7 月21 日），最大1、3、7 天洪量分别为0.729 亿、1.586 亿、2.358 亿m3。

2.2.2.2 扶沟站还原洪水

（1）上游水库影响

受贾鲁河上游6 座中型水库的影响，采用中牟站受水库的影响过程，通过流量演算，计算至扶沟站。本次洪水佛尔岗水库拦蓄洪水量不大，据反推入库洪水资料统计，水库消减洪峰仅8%，最大拦蓄洪水量0.16 亿m3。佛尔岗水库对扶沟站影响，采用水库蓄水变量过程演算至扶沟站（K=40h、x=0.25，Δt=2h）。

（2）清水河引水

清水河起于贾鲁河高集闸闸上左岸，流经扶沟县、西华县于周口市川汇区毛寨村龙路口（闸）汇入新运河，入沙颍河左岸，全长约99km，河道水量为跨贾鲁河流域引出水量。洪水期间清水河7 月22—31 日自高集闸上引出贾鲁河流域的水量0.52 亿m3，最大引水流量159m3/s。

（3）中牟至扶沟河段溃漫水量

根据洪水调查，洪水期中牟至扶沟河段出现12处堤防溃漫，溃漫水量过程已计入扶沟站实测洪水过程。

（4）还原计算成果

根据上游水库影响过程和清水河的分水流量过程，分别叠加至扶沟站包含河段溃漫流量的实测过程，即为扶沟站的还原流量过程。中牟、扶沟站还原流量过程见图1。

图1 贾鲁河中牟（左图）、扶沟站（右图）实测流量与还原流量过程线图

经还原计算，扶沟站还原洪水最大流量1160m3/s（7 月24 日），最大1、3、7 天洪量分别为0.890 亿、2.198 亿、3.250 亿m3。根据还原洪水计算成果，参考实测洪水频率曲线，分别估算中牟、扶沟站最大流量和不同时段洪量的重现期。中牟站还原洪水最大流量重现期约250 年，最大1、3、7 天洪量重现期分别约为250、200、200 年。扶沟站还原洪水最大流量重现期约250 年，最大1、3、7 天洪量重现期分别约为250、200、超过50 年。

3 总结与建议

本次贾鲁河洪水，总体评价为有实测资料以来的最大洪水。通过调查分析，贾鲁河上游河段经过多年系统治理，河道防洪标准达到50～100 年，河段最高水位低于堤顶高程0.5m 左右，河道行洪能力增加明显。中下游河段虽经部分治理，但未经系统治理，河段过水断面面积变化不显著，河道行洪能力变化不大。防洪标准普遍20 年一遇（下游部分河段只有10 年一遇），河道的设计保证流量500m3/s 左右，远低于本次实测洪水量级，造成中下游河段出现多处溃漫险情。本次洪水反映出贾鲁河现状防洪体系还存在明显短板。

3.1 健全堤防工程、提高防洪标准

本次暴雨洪水规模虽远超贾鲁河中下游河道的设计标准，但也充分暴露了中下游河段防洪标准偏低，部分河段两岸仅仅依靠地形约束河道水流，甚至无堤可防。建议后续复核修正流域设计洪水成果，完善河道堤防建设，提高河道行洪能力。

3.2 完善水文监测站网、提高水文监测能力

贾鲁河流域现有水文站7 处，其中干流2 处水文站，中牟、扶沟站河长占干流总河长50%，中间无水文控制站；河道霍庄闸、陈岗闸、高集闸无水文监测设施。各水文测站测验手段仍然以人工监测为主，现代化水平较低，高洪测流能力较低。建议按照水文站网布设原则完善水文监测站网，配备高水平的自动化、智能化监测设施设备，加强应急监测能力建设，全面提高水文监测能力。

3.3 强化预测手段、提升预警能力

本次暴雨洪水暴露出短临天气降水预报的不足，应加强气象短临天气降水预报方面的技术研究。由于贾鲁河多年来未发生较大洪水，且控制断面较少，因此现有水文预报方案亟待修订，并需分析研究无资料地区的水文预报方法■