极端天气对洺河流域防洪影响分析

杨梓文

（邯郸水文勘测研究中心，河北 邯郸 056006）

前 言

随着全球气候变化，极端天气不断发生。洺河发生了1996年“96.8”、2016年“7.19”和2021年“21.9”等暴雨洪水过程。“96.8”全流域出现强降雨、洪水过程；“7.19”暴雨洪水降雨强度大、历史短、洪水暴涨暴落；而“21.9”降雨强度小、历时长、洪水总量大。几场暴雨洪水过程造成了区域不同类型的洪涝灾害。

洺河属于海河流域子牙河水系。流域上游位于邯郸市西部山区，经中部丘陵地带，向东部平原过渡。西部山区河道宽、坡度大，行洪能力较强，2019年临洺关水文站最大流量达到5 780 m3/s。洺河东部出山口后的平原区，河道窄浅、坡度小，河道行洪能力骤然变小。鸡泽县城隍水文站一带，河道设计行洪能力只有90 m3/s，洺河出邯郸进入邢台后的丁庄桥水文站河段设计行洪能力也为90 m3/s。下游河道行洪能力差，造成区间水量滞留，极易发生洪涝灾害。近几年的几场洪水过程均对洺河下游的永年区、鸡泽县一带造成严重涝灾。本文拟根据不同类型的降雨洪水，结合区域水利工程蓄水情况，分析极端天气对洺河防洪的影响。

1 流域概况

洺河发源于邯郸市西部山区，上游分为北洺河和南洺河两大支流。流域上游建有口上、车谷、四里岩、青塔和大洺远5座中型水库及多座小型水库。北洺河、南洺河汇合为洺河。洺河设有临洺关水文控制站。

临洺关水文站位于河北省邯郸市永年区临洺关镇北街，东经114°29′，北纬36°40′。该站建于1921年，集水面积2 300 km2，是洺河上游的主要控制站。

洺河出山口后经临洺关水文站进入平原区，下游流经邯郸市永年区、鸡泽县进入邢台市。在鸡泽县境内设有洺河城隍水文站。洺河进入邢台市后有丁庄桥水文站控制。

根据统计，临洺关以上流域小（Ⅰ）型以上水库控制面积占流域面积的40%以上。洺河临洺关以上流域示意图见图1。

图1 临洺关以上流域及水利工程分布图

2 历史洪水

洺河流域上游为邯郸市西部武安市山区，地面坡降大。临洺关以上流域的东西长度与南北宽度接近，源短流急，洪水暴涨暴落。

临洺关水文站1963年最大洪峰流量12 300 m3/s，2019年最大洪峰流量为5 780 m3/s。1996年最大洪峰流量为3 460 m3/s，2021年最大洪峰流量2 440 m3/s。

根据历史资料统计，洺河自1955年以来，67年间洪峰流量大于2 000 m3/s的洪水过程共发生了7次，平均9.6年发生1次；1980年以来42年间发生5次，平均8.4年发生1次；1990年以来发生4次，平均8年1次；2000年以后发生3次，平均7年1次。近些年气候异常造成的区域洪水发生次数增多，频率增大。临洺关站历史洪水统计见表1。

3 洺河流域洪涝灾害成因分析

洺河流域发生洪涝灾害有多个影响因素，包括流域特征、流域坡度、水利工程调节能力、河道过水能力、下游滞洪等因素。

1）流域特征。流域上游河道及地面坡度大、流域形状宽短、接近扇形，极易产生暴涨暴落的洪水过程。2016年“7.19”洪水，河道从开始过水至流量达到3 000 m3/s仅用了不到1h。

2）上游为暴雨多发地带。根据历史资料统计，北洺河上游马店头一带为邯郸市西部山区的暴雨中心，历史上多次暴雨的最大降水量都发生在马店头一带。马店头站多年平均降水量为677.0 mm，比邯郸市多年平均降水量548.9 mm大128.1 mm，偏多23.3%。

3）水利工程调节能力有限。上游虽然有5座中型水库和多座小型水库，但是库容相对较小，调节能力有限。5座中型水库，自汛限水位至正常蓄水位，调节能力只有2 563万m3。遇到大洪水难以发挥明显的防洪作用。流域上游水库特征值统计见表2。

表2 水库特征值统计

4）河道行洪存在瓶颈。洺河属于季节性河流，大多年份常年河干，只是遇到大水年份，汛期产生短期的洪水过程。洺河上游区域位于太行山东麓山区及丘陵区，下游进入东部平原。平原区域的河道行洪能力偏小。临洺关水文站河段洺河河槽宽度达到345 m，历史上1963年8月最大洪峰流量达到12 300 m3/s，1996年8月最大流量3 460 m3/s，2016年7月20日最大洪峰流量5 780 m3/s。然而自临洺关水文站以下，洺河河道明显变窄，下游约40 km处的鸡泽县城隍水文站一带，洺河主河槽只有34 m，设计行洪能力只有90 m3/s左右。2019年“7.19”暴雨洪水期间，城隍断面最大流量达到142 m3/s，已经接近河堤顶部。上下游行洪能力的差距如此之大，致使大量洪水滞留在永年区、鸡泽县一带，造成农田积水、村庄进水。

上游河道过水能力大，下游河道过水断面收窄，形成洪水排泄的瓶颈，必定会成为区间洪水灾害的一大隐患。洺河临洺关水文站与城隍水文站上下游河道横断面对照见图2。

图2 洺河上下游河道横断面对照图

5）无蓄滞洪区。洺河临洺关水文站以下平原区域，河道行洪能力差，造成上游来水不能及时排走，区间也没有蓄滞洪区，上游来水及区间沥水不能及时外排，造成田地和村庄被淹。

4 典型暴雨洪水过程造成的洪涝灾害

4.1 “7.19”暴雨洪水

4.1.1 降 雨

受冷空气和暖湿气流的共同影响，2016年7月19日凌晨至20日8时，洺河流域出现强降雨过程，流域平均降雨量达到328.3 mm，其中，北洺河四里岩水库以上平均降雨量297.2 mm，南洺河大洺远水库以上平均降雨量332.6 mm，水库下游至临洺关区间平均降雨量341.5 mm。

降雨历时短，强度大，降雨主要集中在12 h内。其中最大3 h降雨量占次降雨量的35%，最大6 h降雨量占50%。

对流域内47个雨量站点进行分析，有8个站24 h降雨量超过400 mm。25个站在300～400 mm之间，14个站在200～300 mm之间。

4.1.2 洪 水

临洺关水文站7月19日23时河道流量6.21 m3/s，受上游降雨及水库出库影响，19日23时30分流量达到2 450 m3/s，23时48分达到3 150 m3/s，20日1时30分出现最大洪峰流量5 780 m3/s，之后流量开始消退，3时40分流量3 040 m3/s，20日8时流量减小到1 090 m3/s，21日8时100 m3/s。

本次洪水来势凶猛，自起涨到3 000 m3/s不到1 h，2.5 h后流量达5 000 m3/s。流量5 000 m3/s以上持续时间1.5 h，流量大于3 000 m3/s大约持续了4 h。

7月19日8时至25日8时，临洺关断面洪水总量2.48亿m3，径流深107.8 mm。径流系数为0.328。临洺关水文站特征值统计见表3。

表3 临洺关水文站特征值统计

本次洪水特点：

1）该次洪水具有陡涨、陡落特性，从洪水起涨到峰值仅用时1.5 h。

2）洪峰量级大（5 780 m3/s）,大于1996年（3 460 m3/s），为有水文资料记载以来第二位。

4.1.3 灾 情

“7.19”暴雨洪水，由于降雨强度大，洪水首先造成上游区域道路、桥梁和一些小型水库等水利工程冲毁，庄稼被淹。北洺河上游长寿村一带，人员被困，造成大量财产损失，个别地方出现人员伤亡。随着水位上涨，南洺河大洺远水库基本失去调节作用，水量来多少泄多少。

随着水量的持续下泄，洺河下游由于河道行洪能力差，城隍站2019年最大流量达到140 m3/s,但是与上游临洺关几千的流量相比，有着量级的差距，造成大量洪水滞留在永年区东部和鸡泽县西部洺河周边一带。一些学校、村庄进水。洪水在上游肆虐后，又对下游区域造成大量的经济财产损失。

4.2 “21.9”暴雨洪水

2021年9月份洺河流域发生了一次洪水过程。临洺关站最大洪峰流量2 440 m3/s，下游城隍站最大流量99 m3/s。本次洪水过程的特点是降雨强度较小、持续时间长。由于下游城隍断面过水能力有限，上游来水较大，下游排水速度缓慢。上游来水和区间沥水不能及时排出，长期积累，区间滞留水量越来越多，造成永年区东部和鸡泽县西部洺河一带发生沥涝，农作物损失严重。

5 洺河流域防洪面临的问题

通过对洺河流域特征、水利工程状况、河道行洪能力等因素分析，结合历史暴雨洪水实例分析，洺河流域防洪的影响因素和主要问题有以下几个方面：

1）随着全球气候变化，极端天气不断发生，近些年洺河流域不断发生较大洪水过程。

2）流域上游坡度大、流域形状呈宽短型，造成区域极易发生暴涨暴落的洪水过程。

3）上游中型水库库容相对较小，在发生较大洪水时，水库对防洪的调节能力有限。

4）洺河出山口以后，临洺关断面行洪能力较强，超过3 000 m3/s的洪水时有发生，而洺河下游城隍一带河道设计行洪能力只有90 m3/s。下游排水不畅，造成区间洪水滞留，对周边农田和村庄形成威胁。

5）上游发生强降雨过程时，首先在上游区域发生洪灾，洪水下泄到下游时，也会对下游形成沥涝灾害；而对于强度小、历时长、总量大的降雨洪水，上游一般不会发生洪灾，但下游区域由于来水不能及时排泄，会造成沥涝灾害。