衛(wèi)河流域“63·8”“21·7”暴雨洪水對(duì)比分析

楊萬(wàn)禎，王沛躍，趙維嶺

（河南省豫北水利工程管理局，河南 新鄉(xiāng) 453002）

1 流域概況

衛(wèi)河屬漳衛(wèi)南運(yùn)河水系，上源稱(chēng)大沙河，發(fā)源于山西省陵川縣奪火鎮(zhèn)南嶺，干流現(xiàn)始自河南省新鄉(xiāng)縣合河鎮(zhèn)，至南樂(lè)縣大北張出河南省境，于河北省館陶縣徐萬(wàn)倉(cāng)與漳河匯流。衛(wèi)河流域位于太行山以東，南部、西部、東南部與黃河流域?yàn)猷?，北靠漳河流域，東接馬頰河流域，地形總的趨勢(shì)是西高東低、南高北低。流域地跨山西、河南、河北、山東4省，流域面積14 834 km2，其中河南境內(nèi)12 791.2 km2。河道總長(zhǎng)411 km，河南省境內(nèi)長(zhǎng)350.3 km，平均比降0.51‰。

衛(wèi)河左岸支流均發(fā)源于太行山區(qū)，如梳齒狀平行匯入干流。各支流源短流急，遇暴雨集流迅速，干流槽小坡緩，洪水稍大即宣泄不及，常沿兩岸洼地行洪，故設(shè)良相坡、白寺坡等9處蓄滯洪區(qū)承接流域內(nèi)洪水。流域內(nèi)建有大型水庫(kù)2座，中型水庫(kù)16座，小型水庫(kù)80座，其中?。?）型水庫(kù)25座。干流自合河至大北張兩岸均有堤防，堤防總長(zhǎng)度384.07 km，其中西曲里至小河口段的44.57 km衛(wèi)河左堤與共產(chǎn)主義渠共用一堤，形成一堤隔兩河的局面。

2 暴雨成因?qū)Ρ?/h2>

“21·7”洪水暴雨成因是在西太平洋副熱帶高壓異常偏北、夏季風(fēng)偏強(qiáng)等氣候背景下，同期形成的查帕卡、煙花兩個(gè)臺(tái)風(fēng)匯聚輸送海上水汽，與河南省上空對(duì)流系統(tǒng)疊加，遇伏牛山、太行山地形抬升而形成極為罕見(jiàn)的特大暴雨，對(duì)河南全省特別是豫北地區(qū)造成嚴(yán)重沖擊，從而形成了河南省衛(wèi)河流域“21·7”特大洪水。

“63·8”洪水暴雨成因是兩個(gè)不同階段的天氣系統(tǒng)［1］，第一階段自7月30日起，四川盆地堆積的冷空氣南下，在貴陽(yáng)附近產(chǎn)生低渦，此低渦沿副高邊緣向北移動(dòng)，8月1日在宜昌一帶形成雨區(qū)，并迅速北上，經(jīng)南陽(yáng)、許昌，于8月3日到達(dá)豫北，當(dāng)日河套地區(qū)冷空氣南下，至太行山東側(cè)與北上低渦輻合，雨勢(shì)加強(qiáng)，至8月4日上午逐漸減弱。第二階段從8月4日開(kāi)始，青藏高原高壓東移至河套一帶，而副高壓位置仍穩(wěn)定于我國(guó)東南沿海一帶，豫冀兩省上空形成兩高之間的切變線，亦穩(wěn)定少動(dòng)，再加之1963年9號(hào)臺(tái)風(fēng)不斷輸入濕潤(rùn)空氣，致使太行山東側(cè)京廣線兩側(cè)雨勢(shì)既持續(xù)且強(qiáng)烈，從而形成了“63·8”特大洪水［2］。

2021年衛(wèi)河流域分別在7月中下旬發(fā)生兩次較大范圍降雨，7月17—24日強(qiáng)降雨導(dǎo)致流域內(nèi)洪水；1963年衛(wèi)河流域分別在5月中旬、7月上旬和8月上旬發(fā)生3次較大范圍的降雨，7月31日—8月9日強(qiáng)降雨導(dǎo)致流域內(nèi)洪水。2次洪水均因在前期已發(fā)生強(qiáng)降雨，導(dǎo)致流域內(nèi)土壤飽和，后期降雨范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，導(dǎo)致產(chǎn)生的徑流大，從而引發(fā)流域特大洪水；但從降雨次數(shù)和降雨間隔時(shí)間來(lái)看，“63·8”洪水前流域較大范圍降雨次數(shù)更多，“21·7”洪水流域較大范圍降雨間隔時(shí)間更短，且“63·8”雨型是單一型的，即基本上是由連續(xù)數(shù)次天氣過(guò)程迭加造成的，而“21·7”洪水降雨時(shí)間較集中，主要集中在7月17—22日。

3 暴雨洪水過(guò)程對(duì)比

“21·7”洪水暴雨中心17—18日主要在豫北（焦作、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽(yáng)），19—20日南移至鄭州，發(fā)生長(zhǎng)歷時(shí)特大暴雨，21—22日再次北移，23日逐漸減弱結(jié)束。降雨面覆蓋整個(gè)流域（雨區(qū)主要集中在京廣鐵路以西的山丘地帶），流域面平均降雨量496 mm，淇門(mén)以上流域面平均降雨量650 mm，最大日降雨量為鶴壁市淇濱區(qū)新村水文站614.5 mm，最大累計(jì)降雨量為輝縣市黃水鄉(xiāng)龍水梯站1 159 mm。

“63·8”洪水降雨自7月31日—8月9日［3］，歷時(shí)10 d，雨區(qū)主要集中在太行山東側(cè)的迎風(fēng)區(qū)及山前平原，衛(wèi)河流域大部分降雨都在400～600 mm，面平均降雨量433 mm，最大日雨量為8月8日南海站368 mm，最大累計(jì)降雨量為林縣（今林州市）土圈站610 mm。

從降雨時(shí)間來(lái)看，“63·8”洪水降雨時(shí)間更長(zhǎng)，但從降雨范圍和降雨強(qiáng)度來(lái)看，“21·7”洪水降雨覆蓋面更廣，流域平均降雨比“63·8”洪水平均降雨多63 mm，最大日雨量是“63·8”洪水的1.42倍多246.5 mm，最大點(diǎn)雨量是“63·8”洪水的1.9倍多549 mm。

“21·7”洪水主要發(fā)生在河南省境內(nèi)京廣鐵路以西的山丘區(qū)，淇門(mén)以上出現(xiàn)大洪水，上游出現(xiàn)區(qū)域性特大洪水，啟用了8個(gè)滯洪區(qū)，6處水文站出現(xiàn)有紀(jì)錄以來(lái)的最高水位或最大流量。衛(wèi)河流域東部的平原區(qū)降雨相對(duì)偏少，產(chǎn)生的洪水也較少，如內(nèi)黃、清豐、南樂(lè)等縣及浚縣東部的善堂鎮(zhèn)。衛(wèi)河流域共產(chǎn)生洪水45.5億m3，其中補(bǔ)充地下水20億m3，水庫(kù)攔蓄近5億m3，其余洪水通過(guò)河道、蓄滯洪區(qū)調(diào)蓄后下泄。

“63·8”洪水是海河流域性大洪水，衛(wèi)河流域產(chǎn)生洪水42.65億m3，其中淇門(mén)以上來(lái)水21.73億m3、以下洪水總量20.92億m3。淇河新村站出現(xiàn)了5 590 m3/s的洪峰流量，衛(wèi)河淇門(mén)最大流量達(dá)6 440 m3/s，造成衛(wèi)河干流河道多處決口，所有蓄滯洪區(qū)全部啟用，新鄉(xiāng)至省界衛(wèi)河兩岸200 km一片汪洋。

4 河道行洪能力對(duì)比

4.1 衛(wèi)河合河至淇門(mén)段

“63·8”洪水以后進(jìn)行了1964、1975、1982、2018年清淤和1991年清淤治理，但治理、清淤標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有提高，加之2018年衛(wèi)河合河至淇門(mén)段清淤時(shí)新鄉(xiāng)市區(qū)段西孟姜女河入口至新中大道橋橡膠壩段沒(méi)有清淤（該段主河槽淤積1～2 m），2021年新鄉(xiāng)市區(qū)段河道水位高于堤外市區(qū)地面水位，城區(qū)內(nèi)澇水無(wú)法排入河內(nèi)，致使新鄉(xiāng)市區(qū)北部被淹7～10 d，部分澇水隨地勢(shì)流至衛(wèi)輝，加重了城市內(nèi)澇，衛(wèi)輝城區(qū)被淹7 d。

4.2 衛(wèi)河淇門(mén)至老觀嘴段

該段河道自1981年引黃濟(jì)津清淤后至今40 a未曾清淤治理，主河槽淤積嚴(yán)重，同流量下淇門(mén)站“21·7”洪水位比1982年高1.28 m，比1996年高0.58 m?？？h城區(qū)段“21·7”洪水270 m3/s流量時(shí)水位高于1963年，洪水圍困?？h古城墻。

4.3 衛(wèi)河老觀嘴至徐萬(wàn)倉(cāng)段

該段1978—1984年進(jìn)行過(guò)治理，行洪能力由原來(lái)的650（老觀嘴至安陽(yáng)河口）～850 m3/s（安陽(yáng)河口至徐萬(wàn)倉(cāng)）提高至目前的1 500（老觀嘴至浚內(nèi)溝口防洪標(biāo)準(zhǔn)為1 500 m3/s、浚內(nèi)溝口至安陽(yáng)河口2 000 m3/s）～2 500 m3/s（安陽(yáng)河口至徐萬(wàn)倉(cāng)）。由于行洪能力提高，該段河道“21·7”洪水期間最大流量861 m3/s時(shí)洪水剛上灘偎堤。

4.4 共渠合河至劉莊閘段

該段河道1996年大水過(guò)后曾進(jìn)行清淤?gòu)?fù)堤，但2021年大水時(shí)主河槽淤積嚴(yán)重。同流量下，合河站“21·7”洪水水位76.79 m，比“63·8”洪水水位75.51 m高1.28 m，高出保證水位（75.80 m）0.99 m；黃土崗站“21·7”洪水水位73.67 m，比“63·8”洪水水位71.29 m高2.38 m，考慮水文站上移因素，“21·7”洪水水位仍比“63·8”洪水水位高1.5 m。

4.5 共渠劉莊閘至老觀嘴段

該段河道自1960年開(kāi)挖至今60余年未曾進(jìn)行系統(tǒng)治理，河道淤積，行洪灘地樹(shù)木、高稈作物多，漫水橋、橫灘渠等阻水建筑物多。尤其是1963年大水后修建的胡莊閘，“21·7”洪水時(shí)閘上下游水位差達(dá)1.5 m?！?1·7”洪水劉莊站（流量526 m3/s，水位67.25 m）水位比“63·8”洪水（流量605 m3/s，水位65.38 m）水位高1.87 m，流量卻小79 m3/s。

4.6 淇河

1963年大水后進(jìn)行了復(fù)堤治理，淇河京廣鐵路至京珠高速段按設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)50 a一遇治理，京珠高速至入衛(wèi)口段按設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)20 a一遇治理，行洪能力大大提高。但鶴壁新區(qū)段河道內(nèi)修建的砌石攔河壩、橡膠壩對(duì)行洪能力造成了一定影響。

4.7 安陽(yáng)河

安陽(yáng)河彰武水庫(kù)至南水北調(diào)渠設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)20 a一遇，設(shè)計(jì)行洪流量2 390 m3/s；南水北調(diào)渠至曹馬分洪口設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)50 a一遇，設(shè)計(jì)行洪流量2 300 m3/s；曹馬分洪口至入衛(wèi)口設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)20 a一遇，控制泄洪流量600 m3/s。與1963年相比，安陽(yáng)河經(jīng)過(guò)治理，行洪能力高于1963年。“21·7”“63·8”洪水主要水文站洪峰流量和洪峰水位對(duì)比，詳見(jiàn)表1。

表1 “21·7”“63·8”洪水主要水文站洪峰流量和洪峰水位對(duì)比

5 洪水調(diào)度對(duì)比

5.1 水庫(kù)運(yùn)用調(diào)度對(duì)比

“63·8”洪水期間衛(wèi)河流域只有石門(mén)（林州）、弓上、塔崗、雙泉、琵琶寺、湯河6座中型水庫(kù)竣工驗(yàn)收投入使用，獅豹頭、奪豐、小南海、彰武4座大中型水庫(kù)已開(kāi)始修建，雖然未驗(yàn)收但是也起到了蓄水的作用，由于多種原因曾有25座小型水庫(kù)垮壩?！?1·7”洪水期間衛(wèi)河流域內(nèi)又新增了群英、馬鞍石、寶泉、石門(mén)（輝縣）、陳家院、三郊口、正面7座中型水庫(kù)，大型水庫(kù)盤(pán)石頭水庫(kù)投入使用，病險(xiǎn)水庫(kù)均進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。“21·7”洪水衛(wèi)河流域所有水庫(kù)均正常運(yùn)行，發(fā)揮了巨大的防洪減災(zāi)效益，尤其是盤(pán)石頭水庫(kù)在洪水期間最高水位達(dá)257.91 m，對(duì)應(yīng)蓄水量3.509億m3，最大入庫(kù)流量2 710 m3/s，相應(yīng)出庫(kù)流量7.2 m3/s，削峰率接近100%，有效緩解了淇河上游洪水對(duì)衛(wèi)河的影響。

5.2 蓄滯洪區(qū)運(yùn)用對(duì)比

2次洪水由于水量大，河道高水位持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，造成河道多處出現(xiàn)險(xiǎn)情，為確保重要堤防、重要設(shè)施、重要城鎮(zhèn)防洪安全，均啟用了較多的蓄滯洪區(qū)［4］。從蓄滯洪區(qū)運(yùn)用數(shù)量上分析，“21·7”洪水共運(yùn)用8個(gè)蓄滯洪區(qū)，但柳圍坡蓄滯洪區(qū)由于申店隔堤出現(xiàn)部分豁口，導(dǎo)致未能有效蓄滯洪水，“63·8”洪水運(yùn)用了衛(wèi)河流域全部蓄滯洪區(qū)，且運(yùn)用了2道防線洼地；從總體滯洪量分析，“21·7”洪水共滯洪10.62億m3，“63·8”洪水共滯洪15.71億m3，1963年總體滯洪量更大；從滯洪水位分析，“21·7”洪水期間良相坡、柳圍坡、長(zhǎng)虹渠滯洪水位高于“63·8”洪水，但其余蓄滯洪區(qū)滯洪水位均比“63·8”洪水期間低。

從退水時(shí)間來(lái)看，“63·8”洪水蓄滯洪區(qū)內(nèi)村莊多有完整圍村堤，且村莊內(nèi)有坑塘用來(lái)調(diào)蓄村中澇水，村莊外大田、道路兩邊有排水溝進(jìn)行退水；“21·7”洪水蓄滯洪區(qū)內(nèi)村莊圍村堤多殘缺，村莊內(nèi)坑塘、村莊外排水溝幾乎均被填平侵占，導(dǎo)致村莊被淹，田間積水不易退去，在7月份洪災(zāi)還未消退、有著較大影響的情況下，10月初的降水又迅速趕上，發(fā)生了自1951年有紀(jì)錄以來(lái)罕見(jiàn)秋汛，部分蓄滯洪區(qū)再次進(jìn)水，導(dǎo)致退水時(shí)間長(zhǎng)于“63·8”洪水。

與1963年相比，2021年蓄滯洪區(qū)的工程設(shè)施有所加強(qiáng)，崔家橋等蓄滯洪區(qū)基本完成工程建設(shè)，其余蓄滯洪區(qū)撤退道路也進(jìn)行了完善，預(yù)警時(shí)間、撤退方式等也有所好轉(zhuǎn)，8個(gè)蓄滯洪區(qū)運(yùn)用期間無(wú)人傷亡，但部分圍村堤、防洪堤、避水平臺(tái)卻遭到了破壞，導(dǎo)致部分安全設(shè)施不如1963年，財(cái)產(chǎn)損失則是“21·7”洪水比“63·8”洪水大得多。

6 結(jié)論及建議

通過(guò)“21·7”“63·8”洪水對(duì)比分析可以看出，“21·7”洪水雖然從洪量上比“63·8”洪水大，但是無(wú)論是決口數(shù)量還是蓄滯洪區(qū)運(yùn)用數(shù)量均比“63·8”洪水要少，充分說(shuō)明了自“63·8”洪水以來(lái)修建的水利防洪工程發(fā)揮了非常重要的作用，同時(shí)也存在很多問(wèn)題亟待解決。

6.1 加快衛(wèi)共治理，增強(qiáng)行洪能力

衛(wèi)河、共產(chǎn)主義渠河道尚未完成系統(tǒng)治理，其中合河—淇門(mén)段可研已批復(fù)，尚未開(kāi)工進(jìn)行治理，淇門(mén)—徐萬(wàn)倉(cāng)段已舉行開(kāi)工儀式，工程正在實(shí)施，現(xiàn)狀行洪能力與規(guī)劃仍有較大差距，且存在主槽淤積、堤防超高不足、堤防險(xiǎn)工險(xiǎn)段多、穿堤建筑物安全隱患多等問(wèn)題。目前，衛(wèi)河合河至淇門(mén)約40.2 km河道堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)不足20 a一遇，淇門(mén)以下衛(wèi)河干流河道安全行洪能力僅為原設(shè)計(jì)的70%左右，局部?jī)H為40%，排澇能力僅為原設(shè)計(jì)的60%左右，“21·7”洪水直接威脅到兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全，現(xiàn)已成為漳衛(wèi)河系防洪安全的短板。相對(duì)于“63·8”洪水，“21·7”洪水存在小流量、低流速、高水位等特點(diǎn)。建議進(jìn)一步復(fù)核衛(wèi)共現(xiàn)狀行洪能力，并對(duì)衛(wèi)共干流河道進(jìn)行全線清淤，對(duì)因年久失修已無(wú)法起到退水作用的沿途入衛(wèi)涵閘進(jìn)行重新加固或變更位置，以保證堤防安全。

6.2 完善蓄滯洪區(qū)安全建設(shè)

衛(wèi)河流域蓄滯洪區(qū)整體安全建設(shè)滯后，由于多年來(lái)海河流域整體偏干旱，蓄滯洪區(qū)的運(yùn)用概率較低，加之地方財(cái)力不足，各蓄滯洪區(qū)進(jìn)行的工程及安全建設(shè)非常有限。目前，各蓄滯洪區(qū)建設(shè)方案中對(duì)分洪口工程的設(shè)計(jì)形式仍采用固定式溢流堰，“21·7”洪水中河道洪水來(lái)勢(shì)迅猛，當(dāng)?shù)夭捎冒强诜绞椒趾椋R時(shí)扒口的分洪方式難以控制分洪時(shí)機(jī)及分洪水量。就“21·7”洪水期間蓄滯洪區(qū)調(diào)度運(yùn)用暴露出來(lái)的問(wèn)題，建議完善蓄滯洪區(qū)內(nèi)的防洪和安全工程建設(shè)，并對(duì)蓄滯洪區(qū)分洪方式進(jìn)行優(yōu)化，將控制方式由溢流堰調(diào)整為可控制、易操作的閘分洪，確保合理高效地控制運(yùn)用蓄滯洪區(qū)。同時(shí)，加強(qiáng)研究新形勢(shì)下蓄滯洪區(qū)內(nèi)群眾的避險(xiǎn)方式，如高規(guī)格建設(shè)防洪堤、圍村堤或集體外遷等。

6.3 提高水庫(kù)調(diào)蓄能力，排除病險(xiǎn)水庫(kù)安全隱患

衛(wèi)河流域共建有18座大中型水庫(kù)、80座小型水庫(kù)，總庫(kù)容12.51億m3。從2次洪水分析來(lái)看，1963年之后新增的水庫(kù)對(duì)衛(wèi)河支流洪水削峰起到了很有效的作用，但衛(wèi)河合河以上（流域面積約4 000 km2）無(wú)大型控制工程，不能有效控制洪水，另衛(wèi)河流域18座大中型水庫(kù)只有盤(pán)石頭水庫(kù)、小南海水庫(kù)、彰武水庫(kù)、石門(mén)（輝縣）水庫(kù)、馬鞍石水庫(kù)有閘門(mén)控制，其他中型水庫(kù)均為自然漫溢泄洪，不能有效控制洪水下泄，不利于洪水調(diào)度。建議加快規(guī)劃新建水庫(kù)的實(shí)施，如合河水庫(kù)、西萍水庫(kù)、金牛山水庫(kù)，同時(shí)推進(jìn)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，完善中型水庫(kù)泄流控制工程，如塔崗水庫(kù)、群英水庫(kù)、寶泉水庫(kù)、弓上水庫(kù)等新建閘門(mén)控制工程，提高水庫(kù)調(diào)蓄能力，減輕河道防洪壓力。

6.4 完善水文監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警體系

“21·7”洪水暴露了衛(wèi)河流域水文監(jiān)測(cè)裝置老化、數(shù)量上偏少等問(wèn)題，建議完善水文體系建設(shè)。充分利用現(xiàn)代化水文新技術(shù)、新設(shè)備對(duì)已有水文站改造提升，尤其是蓄滯洪區(qū)內(nèi)部分站點(diǎn)仍?xún)H有傳統(tǒng)水尺，在洪水圍困時(shí)數(shù)據(jù)讀取困難，亟需改造；在湯河、滄河等重要支流新增部分水文站點(diǎn)，在正面、塔崗等中型水庫(kù)完善水工建筑物推流，實(shí)現(xiàn)水文要素的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，全面提高防汛現(xiàn)代化水平。