2017年淮河流域秋汛洪水分析研究

李文杰 馮志剛 蘇 翠 王井騰

一、2017年淮河流域汛期降水特征

淮河是我國(guó)自然地理和南北氣候的分界線(xiàn)，在我國(guó)的大江大河中占有十分重要的地理位置。2017年汛期淮河流域冷空氣影響偏弱，副高前期偏南，后期偏強(qiáng)偏北，降水分布不均，前期偏少，后期偏多，降水強(qiáng)度不大但降水過(guò)程多。9～10月淮河流域氣候異常，降雨偏多，形成了秋汛，造成了淮河水系控制站王家壩站的兩次連續(xù)超警過(guò)程。

1.天氣形勢(shì)

2017年9～10月淮河流域降水異常偏多主要是亞洲大氣環(huán)流配置異常所造成。2017年秋汛期，亞洲中高緯度巴爾喀什湖—貝加爾湖地區(qū)是寬廣的低槽區(qū)，并且在500hPa高度距平場(chǎng)上為顯著的負(fù)距平，低槽后部不斷有弱冷空氣經(jīng)青藏高原北側(cè)東移南下。西太平洋副熱帶高壓（簡(jiǎn)稱(chēng)副高）控制我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)，西脊點(diǎn)位于90°E ～100°E，較常年（130°E）異常偏西，副高脊線(xiàn)位于22°E～25°N，均有利于西南暖濕氣流向淮河流域輸送。低層850hPa上，我國(guó)東北至朝鮮半島存在反氣旋環(huán)流異常，有利于引導(dǎo)偏東路徑的冷空氣南下影響流域。低緯度菲律賓東部為異常氣旋式環(huán)流，南海北部有明顯的偏東風(fēng)距平，偏東氣流輸送來(lái)自太平洋的水汽，孟加拉灣經(jīng)中南半島北部輸送來(lái)自印度洋的水汽，兩支暖濕氣流在我國(guó)華南匯合北上向江淮江漢地區(qū)輸送。副高位置決定了秋汛期雨帶維持在淮河流域一線(xiàn)，北方西路和東路冷空氣頻繁南下，與沿副高外圍北上的暖濕氣流交匯，而且水汽條件充足，形成降水引發(fā)秋汛。

2. 9～10月降雨特征

9～10月淮河流域降水過(guò)程多且間隔時(shí)間短，累計(jì)降雨22天，降水量較歷年同期偏多。9～10月淮河流域累積降水量277.1mm，較歷年同期（130mm）偏多113%，列1953年以來(lái)最大，較第2位2016年9～10月（257.1mm）偏多8%。10月份，淮河流域降水量98.4mm，較歷 年10月（47mm） 偏 多109%， 列1953年以來(lái)10月份降水量第8位，較2016年10月份（182.6mm）偏少46%。

2017年秋季淮河流域降雨強(qiáng)度不大，雨區(qū)范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且中間間隔時(shí)間短。四次降雨過(guò)程均遍布全流域且沿淮形成連續(xù)雨帶。9月23～27日第一次降雨過(guò)程雨帶沿淮干分布，淮河水系降雨量超過(guò)50mm，其中淮河干流及南岸降雨量超過(guò)100mm，暴雨中心位于淮河中游 ；10月1～5日第二次降雨過(guò)程淮河水系全部區(qū)域降雨超過(guò)50mm，其中淮源至干流蚌埠區(qū)間、北側(cè)洪汝河及沙潁河下游降雨超過(guò)100mm，暴雨中心位于洪汝河與沙潁河下游區(qū)間 ；10月10～11日第三次降雨過(guò)程全淮河水系降雨量超過(guò)50mm，其中主雨帶沿淮干及其南岸分布，降雨量超過(guò)100mm，暴雨中心位于淮干中上游區(qū)間；10月16～17日第四次降雨過(guò)程淮干上中游及洪汝河、沙潁河中下游累計(jì)降雨超過(guò)50mm，暴雨中心位于淮干上游。

二、2017年秋汛淮河流域水情

1.水情情勢(shì)

淮河流域自9月下旬以來(lái)，受多次降雨過(guò)程影響，10月份淮河干流王家壩站、淮北支流洪汝河班臺(tái)站及里下河諸河均發(fā)生了超警戒水位洪水過(guò)程。

淮河干流主要控制站王家壩站受持續(xù)降雨影響，10月2日8時(shí)30分水位（25.01m）開(kāi)始起漲；5日20時(shí)48分漲至警戒水位（27.50m），相應(yīng)流量2790m3/s，為淮河2017年第2號(hào)洪水；7日13時(shí)06分出現(xiàn)洪峰水位28.31m，超過(guò)警戒水位（27.50m）0.81m，最大漲幅3.3m，相應(yīng)流量4370 m3/s；9日9時(shí)42分王家壩站水位退至警戒以下，此次洪水超警過(guò)程歷時(shí)84h。此次洪峰流量為王家壩2017年最大洪峰流量，運(yùn)用王家壩1952年以來(lái)年最大洪峰流量進(jìn)行排頻計(jì)算，2017年王家壩水文站秋季最大洪峰流量出現(xiàn)的頻率為31.47%，重現(xiàn)期為3年，見(jiàn)圖3和表1。

10月10日淮河流域再次發(fā)生降雨過(guò)程，受其影響，淮河干流控制站王家壩站10月12日0時(shí)24分水位（26.23m）開(kāi)始起漲；13日11時(shí)48分漲至警戒水位（27.50m），相應(yīng)流量2660 m3/s，為淮河2017年第3號(hào)洪水；14日14時(shí)42分出現(xiàn)洪峰水位27.92m，超過(guò)警戒水位（27.50m）0.42m，相應(yīng)流量3460 m3/s；16日4時(shí)48分水位退至警戒水位以下，此次洪水超警歷時(shí)65h。

圖1 2017年秋季500hPa距平場(chǎng)圖

圖2 2017年秋季850hPa形勢(shì)場(chǎng)圖

圖3 王家壩年最大洪峰流量頻率曲線(xiàn)圖

圖4 王家壩站流量組成圖

表1 王家壩年最大洪峰流量頻率計(jì)算表

2.降水與河道水位響應(yīng)

淮河干流主要控制站來(lái)水組成為上游干流息縣站、北部支流洪汝河班臺(tái)站、南部支流潢河潢川站和白鷺河北廟集站及區(qū)間。此次淮河流域秋汛降雨空間均勻，降雨強(qiáng)度不大但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，由王家壩來(lái)水組成可知，兩次超警洪水主要是上游干流和北部洪汝河來(lái)水，南部支流潢河、白鷺河和王家壩區(qū)間來(lái)水較少。洪峰組成主要是上游干流息縣與北部支流班臺(tái)站來(lái)水，且洪峰相互疊加形成超警洪水。兩次超警過(guò)程息縣來(lái)水占洪峰總量的48%與42%，班臺(tái)來(lái)水占洪峰總量的32%與34%。兩次超警洪水傳播時(shí)間較長(zhǎng)，王家壩到潤(rùn)河集傳播時(shí)間為28h，潤(rùn)河集到魯臺(tái)子傳播時(shí)間為38h。2號(hào)超警洪水水位平均漲率為2.88cm/h，三號(hào)超警洪水水位平均漲率為5.08cm/h，三號(hào)洪水漲率明顯高于2號(hào)洪水，主要是由于前期持續(xù)降水，王家壩以上流域土壤含水量較高，有利于產(chǎn)流與匯流過(guò)程。

三、結(jié)論

2017年秋季，淮河流域降水過(guò)程明顯，9～10月降雨強(qiáng)度不大但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，中間間隔時(shí)間短，造成淮河控制站王家壩站兩次接連超警。造成此次秋汛的原因有：

（1）9～10月淮河流域降水異常偏多，主要是亞洲大氣環(huán)流配置異常，有利于偏東路徑的冷空氣南下。另外，西太平洋副熱帶高壓控制我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)，較常年異常偏西，有利于西南暖濕氣流向淮河流域輸送。冷空氣頻繁南下且水汽條件充足，極易形成降水引發(fā)秋汛。

（2）結(jié)合降水量等值面圖及日降水量過(guò)程，此次秋汛超警洪水發(fā)生原因主要是由于王家壩以上區(qū)間前期持續(xù)降雨，土壤濕度較大，達(dá)到蓄滿(mǎn)產(chǎn)流狀態(tài)，后續(xù)降雨很快匯集至河道形成洪水且壤中流持續(xù)供給造成退水較慢，在秋季第3次降雨后很快形成2017年第三號(hào)超警洪水，且后期退水緩慢，極易形成復(fù)式洪峰。

此次秋汛降水范圍廣，影響區(qū)域大，造成此次連續(xù)超警的主要原因是亞洲大氣環(huán)流異常，在對(duì)淮河流域后汛期秋季降水進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)秋季前期大氣環(huán)流異常的情況進(jìn)行提前分析研究，做好預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作■