濮陽金堤河流域“8·18”暴雨洪水分析

李永革，潘曉丹

（1.河南省濮陽水文水資源勘測局，河南 濮陽 457000；2.濟源黃河河務局，河南 濟源 459000）

0 引言

金堤河系黃河的一條支流， 發源于豫北滑縣耿二莊，流向東北，經河南省新鄉、鶴壁、安陽、濮陽和山東省聊城5 地市的12 個縣，在河南省臺前縣張莊匯入黃河，干流河長為158.6 km。金堤河流域呈狹長的三角形，上寬下窄，海拔西南高、東北低，流域面積為5 047 km2， 其中濮陽境內流域面積約1 750 km2，占比約為34.7%。

金堤河流域位于中緯度地帶，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候， 夏季受西太平洋副熱帶高壓控制，雨量多且集中； 冬季和春季受西伯利亞冷高壓控制，雨雪稀少，風多干冷。 流域多年平均降水量為556 mm，多年平均徑流量為2.67 億m3，降水年內分配不均，主要集中在汛期（5～9 月），年際變化也較大。

金堤河洪水屬暴雨型，所形成的洪水過程為肥胖型，一次洪水歷時一般在8 d 以上，遇兩次洪水過程，歷時可達13 d 以上。 一般年份，金堤河洪水多呈單峰出現；豐水年份，一般為雙峰型洪水。 2018 年8 月17日～19 日，濮陽金堤河流域出現大到暴雨，局部地區出現大暴雨［1］。 筆者在調查此次暴雨洪水痕跡和分析實測數據的基礎上［2］，探討了其發生原因、發展過程和雨洪特點， 以期為金堤河水文預報方案的修正提供依據，為編制“十四五”水文發展規劃提供參考。

1 暴雨特征分析

1.1 暴雨成因

金堤河流域在濮陽市境內的主要支流有回木溝、三里店溝、五星溝、董樓溝、胡狀溝、房劉莊溝、濮城干溝、孟樓河等，其中孟樓河是最大的支流。 流域內設有濮陽站、范縣站2 處水文站和大韓、賈垓、石樓3 處中小河流水文巡測站，還設雨量站35 處。

2018 年7 月22 日～8 月19 日，西太平洋和南海共有4 個臺風（10 號“安比”、12 號“云雀”、14 號“摩羯”、18 號“溫比亞”）影響河南省。“溫比亞”誕生于全年西南季風最強時，且此時臺風“貝碧嘉”“摩羯”“麗琵”相繼消散，西南季風水汽主力全部歸它。 一般臺風登陸后，由于下墊面摩擦增大、水汽輸送減小等不利條件，其強度急速衰減。 “溫比亞”登陸后，與西風帶系統結合，加上良好的季風水汽輸送，其在河南省境內完成了減速、停滯、拐彎轉向的過程，然后又頑強北上，與冷空氣結合，掀起了新一輪強降雨［3］。

河南省“8·18”暴雨自8 月17 日3 時開始至19日22 時結束，共經歷兩個階段：第一階段為8 月17日3 時～18 日3 時，該階段降雨主要是受臺風“溫比亞” 外圍云系影響所致； 第二階段為8 月18 日3時～19 日22 時，該階段降雨主要是臺風“溫比亞”進入河南省造成的。受“溫比亞”臺風影響，濮陽金堤河流域8 月17 日～19 日出現大到暴雨過程。

1.2 暴雨過程及降雨量

2018 年8 月17 日， 金堤河流域普降小到中雨，18 日降雨轉為暴雨及大暴雨，19 日降雨強度逐漸減弱。 2018 年8 月，金堤河流域濮陽市境內總降雨量為171.6 mm，比歷史同期平均降雨量（117.5 mm）增加了46.0%，充分體現了該次降雨強度大的特點［4］。流域35處雨量站中有22 處雨量站時段累計降雨量大于150 mm， 占比達到62.9%。 這說明降雨強度大且覆蓋面廣。 降雨量主要集中在18 日， 流域面平均降雨量為112.9 mm，占降雨過程流域面平均雨量（163.8 mm）的68.9%，最大1 d 降雨量為孔村雨量站（184.5 mm）。

累計降雨量由南向北逐漸減小， 沿金堤河流域分布2 個超200 mm 的暴雨中心， 分別為孔村站（226.0 mm）和吳壩站（227.0 mm），暴雨帶呈西南-東北向，累計降雨量為100～150 mm 的降雨主要分布在金堤河中游。該區具體降雨量分布如表1 所示，面雨量如圖1 所示。

表1 濮陽金堤河流域2018 年8 月17 日～19 日降雨量統計情況Tab.1 Rainfall statistics of Jindi river basin of Puyang from August 17 to 19， 2018

圖1 金堤河流域“8·18”暴雨面雨量圖Fig.1 Hyetograph of “8·18” rainstorm of Jindi river basin

1.3 暴雨時空分布

統計此次暴雨過程的降雨量， 最大1 h 降雨量分別發生在19 日5 時的孔村（21.5 mm）、19 日9 時的劉拐（21.5 mm）及19 日12 時的吳壩（43.0 mm），即雨強隨暴雨中心轉移而轉移， 具體演進方向為滑縣孔村—濮陽縣劉拐—臺前縣吳壩。

此次降雨量空間分布基本均勻，上下游略多；暴雨過程主雨時段為8 月18 日3 時～19 日23時，時長約44 h，具體時間分布如表2 和圖2 所示。

由表2 和圖2 可知， 此次金堤河流域的暴雨歷時長、范圍廣、強度高且時段集中［5］。

1.4 暴雨頻率分析

選取暴雨區內有長系列資料的王辛莊、 徐鎮、濮城和馬樓4 處雨量站，統計各站歷史暴雨資料（各站資料的系列長度分別為：1955～2017 年、1962～2017年、1959～2017 年、1963～2017 年），采用國內水文行業通用的“P-III”型水文頻率分析軟件進行頻率分析，確定“8·18”強降雨重現期，結果如表3 所示。 由表3 可以看出， 各站短歷時降雨重現期均不超過5 年一遇，24 h 降雨量為10 年一遇，48 h 降雨量為20 年一遇。

2 洪水分析

2.1 洪水發生時間和特點

由于高強度、大范圍的暴雨，金堤河干支流水位均出現不同程度的上漲，說明此次洪水發生范圍廣。金堤河干流主要控制站大韓站、濮陽站、范縣站、賈垓站的水位上漲時間均為8 月18 日，分別歷經48 h、52 h、110 h、114 h，水位漲到最高，對應出現的洪峰水位分別為50.22 m、49.68 m、44.22 m、42.44 m，漲幅分別為1.77 m、1.49 m、1.71 m、1.3 m［6］。 金堤河支流孟樓河控制站石樓站水位起漲時間是8 月17 日，歷時9 h 出現洪峰水位43.40 m，漲幅為0.05 m［7］。各水文站點實測最高水位及最大流量如表4 所示，金堤河主要水文站來水過程如圖3 所示。

表2 濮陽市金堤河流域2018 年8 月18 日～19 日時段降雨量統計表Tab.2 Rainfall statistics of Jindi river basin in Puyang from August 18 to 19， 2018

圖2 濮陽金堤河流域暴雨區主要雨量站時程分布圖Fig.2 Time history distribution of main rainfall stations in rainstorm area of Jindi river basin of Puyang

表3 王辛莊、徐鎮、濮城和馬樓4 處雨量站時段最大降水量重現期統計表Tab.3 Statistics of return period of maximum rainfall at Wangxinzhuang， Xuzhen， Pucheng and Malou rainfall stations

選取具有長系列歷史特征值的濮陽站和范縣站，對此次洪峰特征值進行分析。 濮陽站實測洪峰流量為34.6 m3／s，相當于20 年一遇洪水［8］；范縣站實測洪峰流量為82.6 m3／s，相當于30 年一遇洪水［9］。

由表4 和圖3 可知，“8·18” 洪水級別不是特別高，但持續時間較長。由于上游洪水演進過程中存在明顯的坦化現象［10］，下游范縣站洪水過程出現兩次洪峰。由于支流洪水與區間來水遭遇，造成干流洪峰流量沿河遞增，支流洪水洪峰及流量偏小。洪水歷時較長，干流上游洪水呈現單峰過程，峰型尖瘦，下游洪水呈現復峰過程，峰型偏胖。

2.2 洪水來源

2018 年8 月， 金堤河洪水主要由強降雨形成。濮陽水文站的洪水主要來源于17～19 日的降雨，范縣水文站洪水主要來源于17～19 日的降水及上游金堤河干支流洪水，賈垓水文巡測站流量最大，洪水主要來源于上中游干支流洪水及區間降雨［11］。

表4 金堤河流域各站最高水位及最大流量統計表Tab.4 Highest water level and maximum discharge of each station of Jindi river basin

圖3 金堤河流域“8·18”暴雨主要水文站洪水來水過程Fig.3 Inflow process of main hydrologic stations of “8·18” rainstorm of Jindi river basin

3 結語

（1）2018 年，受18 號臺風“溫比亞”影響，濮陽金堤河流域8 月17～19 日出現了大范圍的大到暴雨過程。 全流域35 處雨量站時段累計降雨量大于150 mm 的有22 處，占總數的62.9%。 18 日流域面平均降雨量為112.9 mm，占降雨過程流域面平均雨量（163.8 mm）的68.9%，最大1 d 降雨量發生在孔村雨量站（184.5 mm）。降水量空間分布基本均勻，上下游略多。暴雨特點為歷時較長、覆蓋面廣、總量大、強度高且時段集中。

（2）2018 年8 月， 金堤河洪水主要由強降雨形成。由于支流洪水與區間來水遭遇，造成洪峰流量沿河遞增，支流洪水洪峰、洪量偏小。洪水覆蓋面廣、漲幅大、歷時較長，干流上游洪水呈現單峰過程，峰型尖瘦，下游洪水呈現復峰過程，峰型偏胖。

（3）由于水文巡測站缺乏長系列的水文資料，本文對金堤河干流洪水的研究仍需進一步完善。

（4）此次洪水級別雖然不是特別高，但在測洪過程中，由于設備老化、環境惡劣，導致部分站點無法測流或測流不及時，故在“十四五”水文發展規劃中，應該加強對流域測流設備的改善及測流斷面的修整。