合河水文站“2016.7”洪水預報誤差及成因

□王燕鵬

（河南省新鄉(xiāng)水文水資源勘測局）

1 合河水文站以上流域概況

合河水文站地處太行山腳下，屬海河流域南運河水系。合河站以上集水面積4 203 km2，其中大部分為山區(qū)，主要河流有蔣溝、大獅澇河、新河、運糧河、山門河、紙坊溝、峪河、石門河、百泉河、黃水河等13條河流，其中大部分發(fā)源于山西省和河南省焦作、輝縣市山區(qū)，呈梳子型匯入衛(wèi)河。合河水文站位于河南省新鄉(xiāng)縣合河鄉(xiāng)后賈村，東經(jīng)113°46′、北緯35°21′，為衛(wèi)河流域共產(chǎn)主義渠的首要控制站，是新鄉(xiāng)市海河流域防汛的前沿哨所。

2 降雨情況

2016 年7 月9 日新鄉(xiāng)市區(qū)和輝縣市普降暴雨、特大暴雨。10 d后再次遭遇強降水過程。7月18日15時到19日20時，受黃淮氣旋影響，輝縣市及輝縣市西部北部山西境內(nèi)普降大到暴雨、局部特大暴雨，合河水文站以上平均降雨量158.70 mm，最大點降水量輝縣南坪站473.50 mm，降水量超過400 mm的籠罩區(qū)域為45.30 km2。主要降雨時段集中在19 日6 至12 時，降水量為267 mm。

降雨的特點：強度大，歷時短，面積集中，易引發(fā)山洪。事實確實如此，輝縣市石門水庫、寶泉水庫等均出現(xiàn)泄洪和溢流，山區(qū)河道同時漲水，造成輝縣市山前沖積扇上的多條河道多河段決堤。洪水是衛(wèi)河上游自“1996.8”洪水以來20 a 最大的一次暴雨洪水。

3 上游中型水庫攔蓄情況

衛(wèi)河流域合河水文站以上的寶泉水庫和石門水庫。降水前兩座水庫總蓄水量為4 865 m3，寶泉水庫自然溢流和石門水庫提閘泄洪前，兩座水庫總蓄水量達到7 880 m3，攔蓄洪水3 015 m3。石門水庫從7月19日12時40分開始泄洪，泄洪2 933 m3，最大泄流量400 m3/s；寶泉水庫從19 日14 時開始溢流，泄洪4 761 m3，最大泄流量1 380 m3/s。石門水庫、寶泉水庫共泄洪7 694 m3。

4 洪水預報

4.1 預報方案

降水前合河水文站以上前期影響雨量為38.00 mm，依據(jù)海河委員會2007年修定的海河流域?qū)嵱妙A報方案中的前期影響雨量、時段雨量和地面徑流深相關(guān)線形圖，查線得地面徑流深58.30 mm，將地面徑流深代入單位線中得到預報的洪峰流量為1 310 m3/s，峰現(xiàn)時間為20日14時。

4.2 對流量預報結(jié)果進行分析和修改

根據(jù)降水強度和降水量與1996 年8 月4 日洪水較為接近（1996年降水量為188.90 mm），且水庫蓄滯洪水量也基本接近（1996 年為2 670 m3），所以參考1996 年8 月4 日的洪峰流量。1996 年合河站的實測洪峰流量為1 000 m3/s，使用本方案對1996 年的洪水進行預報得到的洪峰流量為1 646 m3/s，以此為據(jù)，推測本場洪水的洪峰流量約為800 m3/s。同時，一方面考慮到新鄉(xiāng)這幾年地下水開采嚴重，地下水位持續(xù)處在較低的位置，洪水回補地下水可能會較多；另一方面新鄉(xiāng)剛遭遇7月9日強暴雨，但范圍不大。最后綜合分析確定本次洪水的洪峰流量為750 m3/s。

4.3 對峰現(xiàn)時間的分析與修改

“96.8”暴雨洪水實測主雨結(jié)束至峰現(xiàn)時間為22 h。一方面考慮本場暴雨中心位于輝縣，相對1996年暴雨接近出山口，匯流時間會縮短；另一方面近20 a未有大的暴雨洪水過程，河道行洪能力較差；此外南水北調(diào)工程橫穿峪河、黃水河、石門河等河道，河口收窄，對行洪也有一定的影響，匯流時間會增長。綜合分析推測本場洪水主雨結(jié)束至峰現(xiàn)時間為30 h，即洪峰將于7月21日凌晨2時出現(xiàn)。

5 預報誤差及原因分析

暴雨洪水合河水文站實測流量285 m3/s，峰現(xiàn)時間為7月21 日6 時，洪峰流量和出現(xiàn)時間與預報數(shù)據(jù)出現(xiàn)非常大的誤差。隨后對實測過程和預報重新梳理對比得知，兩場洪水徑流總量差別不大，但本場洪水洪峰流量小近六成，且洪峰持續(xù)約9 h。也就是說洪水被嚴重坦化才導致了洪峰流量的減小和時間的推遲。面對如此大的預報誤差，急需找到原因，隨后成立洪水調(diào)查組進行實地查勘，最后總結(jié)原因如下。

5.1 河道萎縮行洪能力減弱

自1996 年暴雨洪水至今已20 a，未發(fā)生大的或稍大的暴雨洪水，農(nóng)民在河道開墾荒田、廣植樹木和玉米等高桿作物，改變了河道原有形狀，使河道過水斷面萎縮，洪水下泄能力減弱，導致洪水匯流時間長，坦化更為嚴重，削減了洪峰。建議相關(guān)部門對河道進行清障，禁止農(nóng)民在河道內(nèi)種植作物。

5.2 河堤多處決口造成水量損失

河道多年無洪水，農(nóng)民缺少了對洪水的防范意識（如峪河南支和峪河北支及石門河等），對河堤取土造成河堤失去防洪功能。同時由于降水歷時短強度大，水庫泄洪量集中，但河道被樹木等作物影響，行洪能力弱排水不暢水位抬高，造成河堤多處決口，洪水四溢，以致輝縣博壁鎮(zhèn)、峪河鎮(zhèn)等數(shù)個鄉(xiāng)44.50萬hm2良田被淹，部分積水深達1.20 m。趙固煤礦塌陷區(qū)約1.70 km2滯蓄水量約400 萬m3。建議相關(guān)部門進行復堤，部分河段進行清淤。

5.3 小型工程攔蓄影響

近年來山區(qū)河道上修建許多小型水庫和旅游用攔蓄閘壩，對水量進行攔截，洪水預報時未進行考慮。

6 結(jié)論及建議

通過洪水預報誤差分析，對目前的河道下墊面情況有了詳細的了解，重新認識了每條河道的行洪能力，認識到河堤對洪水的防護能力，為以后發(fā)生暴雨洪水進行洪水預報時考慮這些影響因素，為更及時更精準地為防汛部門提供決策依據(jù)提供幫助。這次洪水預報結(jié)果雖精度較差，但為今后的洪水預報提供借鑒。首先預報人員要熟悉河道特性，了解流域內(nèi)每條河流的行洪能力，如超過防洪能力要考慮決口分洪的問題；其次不能只滿足于我們水文部門的資料，要多與當?shù)鼗鶎铀ぷ魅藛T信息互通，全方面了解實時水情信息。