2017年淮河流域秋汛洪水分析研究

李文杰 冯志刚 苏 翠 王井腾

一、2017年淮河流域汛期降水特征

淮河是我国自然地理和南北气候的分界线，在我国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气影响偏弱，副高前期偏南，后期偏强偏北，降水分布不均，前期偏少，后期偏多，降水强度不大但降水过程多。9～10月淮河流域气候异常，降雨偏多，形成了秋汛，造成了淮河水系控制站王家坝站的两次连续超警过程。

1.天气形势

2017年9～10月淮河流域降水异常偏多主要是亚洲大气环流配置异常所造成。2017年秋汛期，亚洲中高纬度巴尔喀什湖—贝加尔湖地区是宽广的低槽区，并且在500hPa高度距平场上为显著的负距平，低槽后部不断有弱冷空气经青藏高原北侧东移南下。西太平洋副热带高压（简称副高）控制我国长江以南地区，西脊点位于90°E ～100°E，较常年（130°E）异常偏西，副高脊线位于22°E～25°N，均有利于西南暖湿气流向淮河流域输送。低层850hPa上，我国东北至朝鲜半岛存在反气旋环流异常，有利于引导偏东路径的冷空气南下影响流域。低纬度菲律宾东部为异常气旋式环流，南海北部有明显的偏东风距平，偏东气流输送来自太平洋的水汽，孟加拉湾经中南半岛北部输送来自印度洋的水汽，两支暖湿气流在我国华南汇合北上向江淮江汉地区输送。副高位置决定了秋汛期雨带维持在淮河流域一线，北方西路和东路冷空气频繁南下，与沿副高外围北上的暖湿气流交汇，而且水汽条件充足，形成降水引发秋汛。

2. 9～10月降雨特征

9～10月淮河流域降水过程多且间隔时间短，累计降雨22天，降水量较历年同期偏多。9～10月淮河流域累积降水量277.1mm，较历年同期（130mm）偏多113%，列1953年以来最大，较第2位2016年9～10月（257.1mm）偏多8%。10月份，淮河流域降水量98.4mm，较历 年10月（47mm） 偏 多109%， 列1953年以来10月份降水量第8位，较2016年10月份（182.6mm）偏少46%。

2017年秋季淮河流域降雨强度不大，雨区范围广，持续时间长且中间间隔时间短。四次降雨过程均遍布全流域且沿淮形成连续雨带。9月23～27日第一次降雨过程雨带沿淮干分布，淮河水系降雨量超过50mm，其中淮河干流及南岸降雨量超过100mm，暴雨中心位于淮河中游 ；10月1～5日第二次降雨过程淮河水系全部区域降雨超过50mm，其中淮源至干流蚌埠区间、北侧洪汝河及沙颍河下游降雨超过100mm，暴雨中心位于洪汝河与沙颍河下游区间 ；10月10～11日第三次降雨过程全淮河水系降雨量超过50mm，其中主雨带沿淮干及其南岸分布，降雨量超过100mm，暴雨中心位于淮干中上游区间；10月16～17日第四次降雨过程淮干上中游及洪汝河、沙颍河中下游累计降雨超过50mm，暴雨中心位于淮干上游。

二、2017年秋汛淮河流域水情

1.水情情势

淮河流域自9月下旬以来，受多次降雨过程影响，10月份淮河干流王家坝站、淮北支流洪汝河班台站及里下河诸河均发生了超警戒水位洪水过程。

淮河干流主要控制站王家坝站受持续降雨影响，10月2日8时30分水位（25.01m）开始起涨；5日20时48分涨至警戒水位（27.50m），相应流量2790m³/s，为淮河2017年第2号洪水；7日13时06分出现洪峰水位28.31m，超过警戒水位（27.50m）0.81m，最大涨幅3.3m，相应流量4370 m³/s；9日9时42分王家坝站水位退至警戒以下，此次洪水超警过程历时84h。此次洪峰流量为王家坝2017年最大洪峰流量，运用王家坝1952年以来年最大洪峰流量进行排频计算，2017年王家坝水文站秋季最大洪峰流量出现的频率为31.47%，重现期为3年，见图3和表1。

10月10日淮河流域再次发生降雨过程，受其影响，淮河干流控制站王家坝站10月12日0时24分水位（26.23m）开始起涨；13日11时48分涨至警戒水位（27.50m），相应流量2660 m³/s，为淮河2017年第3号洪水；14日14时42分出现洪峰水位27.92m，超过警戒水位（27.50m）0.42m，相应流量3460 m³/s；16日4时48分水位退至警戒水位以下，此次洪水超警历时65h。

图1 2017年秋季500hPa距平场图

图2 2017年秋季850hPa形势场图

图3 王家坝年最大洪峰流量频率曲线图

图4 王家坝站流量组成图

表1 王家坝年最大洪峰流量频率计算表

2.降水与河道水位响应

淮河干流主要控制站来水组成为上游干流息县站、北部支流洪汝河班台站、南部支流潢河潢川站和白鹭河北庙集站及区间。此次淮河流域秋汛降雨空间均匀，降雨强度不大但持续时间长，由王家坝来水组成可知，两次超警洪水主要是上游干流和北部洪汝河来水，南部支流潢河、白鹭河和王家坝区间来水较少。洪峰组成主要是上游干流息县与北部支流班台站来水，且洪峰相互叠加形成超警洪水。两次超警过程息县来水占洪峰总量的48%与42%，班台来水占洪峰总量的32%与34%。两次超警洪水传播时间较长，王家坝到润河集传播时间为28h，润河集到鲁台子传播时间为38h。2号超警洪水水位平均涨率为2.88cm/h，三号超警洪水水位平均涨率为5.08cm/h，三号洪水涨率明显高于2号洪水，主要是由于前期持续降水，王家坝以上流域土壤含水量较高，有利于产流与汇流过程。

三、结论

2017年秋季，淮河流域降水过程明显，9～10月降雨强度不大但持续时间长，中间间隔时间短，造成淮河控制站王家坝站两次接连超警。造成此次秋汛的原因有：

（1）9～10月淮河流域降水异常偏多，主要是亚洲大气环流配置异常，有利于偏东路径的冷空气南下。另外，西太平洋副热带高压控制我国长江以南地区，较常年异常偏西，有利于西南暖湿气流向淮河流域输送。冷空气频繁南下且水汽条件充足，极易形成降水引发秋汛。

（2）结合降水量等值面图及日降水量过程，此次秋汛超警洪水发生原因主要是由于王家坝以上区间前期持续降雨，土壤湿度较大，达到蓄满产流状态，后续降雨很快汇集至河道形成洪水且壤中流持续供给造成退水较慢，在秋季第3次降雨后很快形成2017年第三号超警洪水，且后期退水缓慢，极易形成复式洪峰。

此次秋汛降水范围广，影响区域大，造成此次连续超警的主要原因是亚洲大气环流异常，在对淮河流域后汛期秋季降水进行预测时，应当对秋季前期大气环流异常的情况进行提前分析研究，做好预测预报工作■