2020年淮河上游暴雨對王家壩水位影響預估分析

趙培娟，張 霞，鄭世林，邵宇翔

(1.中國氣象局·河南省農(nóng)業(yè)氣象保障與應用技術重點開放實驗室，鄭州 450003；2.河南省氣象臺，鄭州 450003；3.河南省氣象局，鄭州 450003)

引 言

淮河發(fā)源于河南桐柏山區(qū)，由西向東，流經(jīng)河南、安徽、江蘇3個省，流域面積27萬km2。河南境內的淮河流域包括河南中東部和東南部廣大區(qū)域，流域面積為8.83萬km2，約占淮河流域總面積的1/3，占河南總面積的52.9%。為表述方便，本文將河南省的淮河流域統(tǒng)稱為淮河上游。該區(qū)域也是河南省年降水量最大、暴雨日數(shù)最多、暴雨強度最強的區(qū)域。淮河全長1000 km、總落差200 m，上游長360 km、落差174 m，占淮河流域總落差的89%，中游及下游落差分別為16 m和6 m。王家壩地處河南與安徽2省3縣3河交匯處，是淮河蒙洼蓄洪區(qū)的主要控制工程。淮河上游的強降水，將使王家壩面臨巨大洪澇風險。王家壩達到警戒水位，就標志著淮河出現(xiàn)了汛情。

淮河流域暴雨成因已有較多研究成果[1-15]，主要集中在對暴雨機理、梅雨鋒暴雨中尺度研究、地形對暴雨影響研究等方面。另外，暴雨的洪水特征、致災臨界值、流域面雨量預報技術等方面也有一些研究成果[16-20]。而淮河上游暴雨對于王家壩水位的影響、特別是暴雨對王家壩水位定量變化的研究成果較少。張霞等[21]基于淮河上游致洪暴雨對王家壩水位影響的特征分析，給出了淮河上游致洪暴雨指標、淮河上游暴雨及面雨量與王家壩水位的關系和臨界預警指標，建立了基于面雨量的王家壩水位增幅預估模型，并應用計算機圖形識別技術和相似性分析、相關性分析等數(shù)學模型，應用數(shù)值模式預報產(chǎn)品、歷史個例要素場數(shù)據(jù)庫資料和王家壩水位增幅預估模型，研發(fā)了淮河流域面雨量預報及王家壩水位漲幅預估系統(tǒng)，相關成果在2020年淮河流域決策服務中發(fā)揮了較好的技術支撐作用。

本文利用張霞等[21]研究的 “淮河上游面雨量預報及王家壩水位漲幅預估系統(tǒng)”，并基于智能化網(wǎng)格氣象要素預報，在分析2020年淮河上游降水集中時段暴雨與王家壩水位變化特征的基礎上，對2020年6-7月梅汛期淮河上游面雨量進行預報及對王家壩水位進行預估，并對其效果做評估。另外，普查淮河上游歷史雨情、水情，篩選出與2020年相似的年份，對降水集中期氣候特征進行對比，為今后淮河上游致洪暴雨的決策氣象服務提供技術支撐。

1 2020年淮河上游降水概況與王家壩水位變化

2020年6月中旬河南進入多雨時段，導致明顯旱澇急轉。6月12日-7月22日40天內，淮河上游相繼出現(xiàn)11次區(qū)域暴雨過程(表1)，主要集中在6月中旬到7月中旬，淮河上游平均降水量達424 mm，較常年同期偏多93%，為2008年以來同期最多值。集中期降水具有以下特征：暴雨落區(qū)多位于河南省的東南部，其中信陽大部累計降水量超歷史同期1倍以上，為建站以來同期最多值；暴雨中心強度大，11次暴雨過程有7次暴雨中心降水量超過100 mm。據(jù)分析，降水集中期淮河上游暴雨與王家壩水位演變分為3個主要階段：第一階段為6月10-27日，旱澇急轉，為王家壩水位緩慢升高再回落徘徊期；第二階段為7月11-15日，連續(xù)降水致王家壩水位明顯上升，接近警戒水位期；第三階段為7月16-22日，降水持續(xù)，為王家壩超保證水位、流域水庫超汛限水位期。7月16-19日的連續(xù)暴雨過程,使王家壩18、19日出現(xiàn)超警戒洪水；7月21-22日淮河上游又出現(xiàn)近20年以來最強(日雨量≥100 mm站點最多)、范圍最大的大暴雨過程，致使20、21日王家壩水位分別達29.56 m、29.51 m(超保證水位0.26、0.21 m)，淮河上游的11座水庫超汛限水位，淮干、史灌河流域出現(xiàn)了嚴重洪澇災害。高分衛(wèi)星合成資料對信陽及王家壩區(qū)域水體變化監(jiān)測顯示(圖略)，信陽地區(qū)及蒙洼蓄洪區(qū)周邊河道水體顯著增多。

表1 2020年6月10日-7月22日淮河上游降水集中期暴雨概況

因此暴雨頻發(fā)、落區(qū)重疊、降水中心強度大且降水具有連續(xù)性是2020年淮河上游致洪暴雨的重要特征之一。

2 淮河上游降水與王家壩超警戒水位的關系

據(jù)統(tǒng)計，1980-2020年王家壩有21年出現(xiàn)了52次超警戒水位的洪水過程，其中44次(84.6%)發(fā)生在主汛期(6-8月)[21]。

2.1 淮河上游區(qū)域暴雨日數(shù)與王家壩超警戒水位的關系

圖1為1980-2020年河南省年區(qū)域暴雨日數(shù)和同年主汛期(6-8月)淮河上游區(qū)域暴雨日數(shù)，6-8月淮河上游區(qū)域暴雨年均8天。淮河流域致洪年(即王家壩出現(xiàn)超警戒水位27.5 m的年份)共有21年，其中有17年主汛期淮河上游區(qū)域暴雨的日數(shù)大于年均日數(shù)(占總致洪年的81%)；王家壩出現(xiàn)超保證水位(29.3 m)年份有5年(1982、1983、1991、2007和2020年)，有4年主汛期內淮河上游區(qū)域暴雨日數(shù)均多于年平均日數(shù)。這5年全省區(qū)域暴雨日數(shù)均在17～18日，也遠超年平均日數(shù)(12.59日/年)。

圖1 1980-2020年河南省年區(qū)域暴雨日數(shù)和同年主汛期6-8月淮河上游區(qū)域暴雨日數(shù)分布

2020年主汛期淮河上游發(fā)生區(qū)域暴雨12日，超出年平均值4日。其中有11次區(qū)域暴雨發(fā)生在前述的降水集中期(6月10日-7月22日，表1)，且多個例出現(xiàn)日降水量超過100 mm的降水中心，連續(xù)性強降水是2020年導致河南省淮河流域發(fā)生超警戒洪水、王家壩開閘泄洪的主要原因。

2.2 連續(xù)性暴雨及落區(qū)對淮河上游超警戒洪水的影響

統(tǒng)計顯示[21]：1980-2020年有21年中6-8月王家壩發(fā)生超警戒水位洪水44次，其中2/3的洪水過程發(fā)生前5天，淮河上游有連續(xù)2天以上的暴雨出現(xiàn)，且多位于淮河干流片的信陽地區(qū)。

表2給出了1980-2020年淮河上游連續(xù)暴雨起止日期和王家壩開閘泄洪日期。由表2可看出，在王家壩開閘泄洪前，淮河上游均出現(xiàn)連續(xù)2天以上的區(qū)域暴雨或大暴雨過程。

表2 1980-2020年淮河上游連續(xù)暴雨起止日期和王家壩開閘泄洪日期

2020年7月16-19日淮河上游連續(xù)3天出現(xiàn)區(qū)域暴雨，暴雨落區(qū)均位于淮河干流片的信陽地區(qū)，導致19日淮河上游出現(xiàn)超警戒洪水，11座水庫超汛限水位，20日王家壩水位漲至29.56 m、超保證水位0.26 m。

2.3 暴雨強度對王家壩維持超警戒高水位的影響

經(jīng)分析，歷年來王家壩維持超警戒高水位的主要特征之一是淮河上游尤其是淮河干流片的信陽地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域大暴雨。統(tǒng)計結果(表3)顯示，王家壩開閘泄洪后3天，若淮河上游再次出現(xiàn)區(qū)域大暴雨，超警戒水位仍可持續(xù)5～9天。

表3 1980-2020年王家壩開閘泄洪日期、淮河上游區(qū)域大暴雨日期及站數(shù)出現(xiàn)超警戒水位(≥27.5 m)起止日期

以2020年7月21-22日為例，7月20日王家壩開閘泄洪，21-22日淮河上游出現(xiàn)了大暴雨，降水強度大、范圍廣，34個國家氣象觀測站日雨量超過100 mm、暴雨中心最大降水量為247.6 mm(西華)，是1980年以來全省日降水量超100 mm站數(shù)第二多的大暴雨過程，為近20年以來最強的區(qū)域大暴雨(圖2)。此次強降水主要集中在淮河上游的汝河、沙潁河和渦河3片(淮河上游分片示意見圖3)。根據(jù)圖3，汝河流域降水匯入王家壩以上支流，沙潁河和渦河流域的降水主要流入王家壩下游。由于強降水對王家壩上、下游同時有流量補充，致使王家壩水位居高不下，所以28日前王家壩水位都處于超警戒水位以上，其中21-25日水位高達28.34～29.97 m，史灌河上游的梅山水庫長時間處于險情中，洪澇災害加重。

2.4 淮河上游面雨量與王家壩超警戒洪水的關系

按淮河水系分布，淮河上游劃分為淮河干流、汝河、沙潁河和渦河4片(圖3)。經(jīng)研究，淮河干流片降水對王家壩水位增長有直接影響，汝河片降水也匯入王家壩以上支流，對王家壩水位增長及維持有一定作用；因沙潁河和渦河片降水多流入王家壩以下，故對王家壩水位增長基本沒有影響。

圖3 河南省淮河流域分片示意

經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，有58.1%的洪水過程中，當淮河干流片連續(xù)5天累積面雨量≥100 mm時，王家壩將出現(xiàn)超警戒洪水。此外，汝河片面雨量對王家壩水位影響的統(tǒng)計結果表明，當汝河片單日面雨量≥50 mm，且淮河干流片的單日面雨量<30 mm時，王家壩水位的最大增量為0.9～2.1 m。由此可見，淮河干流片面雨量與王家壩水位增長關系最為密切，尤其是連續(xù)5天累積面雨量≥100 mm時將出現(xiàn)超警戒水位洪水，而汝河片即使降水明顯，也遠不及淮河干流片降水對王家壩水位增長所起的作用。

3 2020年淮河上游面雨量對王家壩水位影響分析

流域面雨量的監(jiān)測與預報是洪水預報與調度的重要參數(shù)，也是各級政府指揮防汛抗洪的重要決策依據(jù)。下面分析2020年淮河上游面雨量對王家壩水位的影響。

3.1 淮河干流片面雨量與王家壩水位的關系

圖4為2020年6月10日-7月28日王家壩水位與淮河干流片面雨量的演變圖。由圖4可看出，王家壩水位變化可分為3個階段。

圖4 2020年6月10日-7月28日王家壩水位與淮河干流片面雨量演變圖

第一階段：王家壩水位緩慢徘徊升高期。

6月10-27日淮河上游出現(xiàn)5次區(qū)域暴雨過程(表1)，對應淮河干流片面雨量的3個峰值。12-13日，淮河干流片單日面雨量分別達59.6和31.6 mm，由于前期持續(xù)干旱少雨，土壤滲流明顯，對王家壩水位上漲影響不大，15日和16日水位最大增幅分別為0.75、1.09 m。16-17日，淮河干流片出現(xiàn)了43.3和32.5 mm的面雨量，其單日面雨量小于11-13日面雨量，但王家壩水位從21.11 m升至23.11 m，漲幅達2 m，水位上漲明顯，表明之前連續(xù)降雨已使土壤趨于飽和，滲流少，徑流開始加大。6月27-28日，淮河上游出現(xiàn)暴雨、大暴雨(9個國家氣象觀測站日雨量≥100 mm)，淮河干流片單日面雨量最大達90.4 mm，王家壩水位從27日的22.68 m上升至30日的26.55 m，漲幅為3.87 m。之后，6月29日-7月10日，淮河上游基本無降水，王家壩水位緩慢回落至21.74 m。因此6月中下旬是王家壩水位緩慢升高期。

第二階段：王家壩水位接近警戒水位期。

7月10-11日和14-15日，淮河上游出現(xiàn)2次較強的區(qū)域暴雨。其中，10-11日淮河干流片有21個國家氣象觀測站日雨量≥50 mm，4站日雨量≥100 mm，11-12日淮河干流片面雨量達80.3 mm和41.6 mm，致使13日王家壩水位快速上升至25.96 m，14日繼續(xù)上升至26.76 m，較9-11日最低水位21.48 m上漲了5.28 m。與第一階段相比，淮河干流片面雨量最大值為80.3 mm，略小于第一階段的最大值(90.4 mm)，但水位漲幅卻大于第一階段的3.87 m，表明該時段的滲流明顯減小。14-15日淮河干流片再次出現(xiàn)區(qū)域暴雨，7個國家氣象觀測站日雨量≥50 mm，面雨量為50.4 mm，導致17日王家壩水位漲至27.12 m，接近27.5 m的警戒水位。因此7月中旬前期是王家壩水位明顯上升，接近警戒水位期。

第三階段：王家壩開閘泄洪期。

7月16-19日淮河上游連降暴雨、大暴雨，尤其是17-18日，淮河上游有10個國家氣象觀測站日雨量≥50 mm，其中6站日雨量≥100 mm；18日淮河干流片面雨量達86.4 mm，19日王家壩水位上升至28.64 m，超警戒水位1.14 m，流域11座水庫超汛限水位。20日08時00分和32分王家壩水位上升至29.56 m、29.75 m，最高時超保證水位0.45 m，王家壩開閘泄洪。21日08時王家壩水位29.51 m，較之前稍有回落，但仍超保證水位0.21 m。水位最高時較15日的26.37 m上漲了3.38 m。

3.2 汝河片面雨量對王家壩超警戒水位維持影響分析

3.2.1 汝河片面雨量對王家壩水位增幅的影響

淮河干流片出現(xiàn)暴雨后，一般1～3天開始對王家壩水位產(chǎn)生影響，但如果暴雨出現(xiàn)在淮河的源頭桐柏時，由于落差大，24 h內即可導致王家壩水位猛漲；若淮河干流片降水不明顯，淮河上游的汝河片有強降水發(fā)生時，數(shù)天后王家壩水位會有小幅的上升。

1980-2020年出現(xiàn)了7次汝河片單日面雨量≥50 mm且淮河干流片單日面雨量<30 mm的情況，排除人為調控影響，王家壩水位最大增量為0.25～2.15 m，水位最大漲幅時間均滯后降水4～5天(表4)。以1985年5月12日為例，降水致汝河片面雨量達80.2 mm，淮河干流片面雨量為15.5 mm，12日王家壩水位24.7 m，17日上升至26.5 m，增幅為1.8 m。2020年6月17日淮河干流片面雨量為12.1 mm，汝河片面雨量為52.9 mm，之后淮河干流片無降水發(fā)生，4天后(21日)王家壩水位較17日上漲0.45 m。說明汝河片面雨量對王家壩水位的影響力遠不如淮河干流片的影響力。

表4 1980-2020年汝河片單日面雨量≥50 mm且淮河干流片單日面雨量<30 mm的日期、面雨量值、當日王家壩水位、最高水位及出現(xiàn)日期和水位最大增幅

3.2.2 汝河片面雨量對王家壩維持高水位運行的影響

經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),1980-2020年當王家壩處于較高水位(高于24 m)時，若汝河片面雨量≥50 mm，則未來6天王家壩水位緩慢上升或基本維持(表5)。

表5 1980-2020年汝河片單日面雨量≥50 mm的日期、面雨量值和王家壩連續(xù)6日水位變化

2020年7月20日王家壩開閘泄洪，7月21-22日淮河上游出現(xiàn)近20年以來最強的區(qū)域大暴雨，暴雨中心位于沙潁河、汝河和渦河片。22日汝河片面雨量達73.6 mm，而淮河干流面雨量最大時為25.7 mm，淮河干流片和汝河片降水匯入王家壩上游，沙潁河和渦河片降水匯入王家壩下游，兩者共同作用致使7月22-28日王家壩水位始終保持28.87～27.97 m的超警戒水位(前期有泄洪、水位增幅未計算)，造成淮河干流片的梅山水庫長時間處于險情中，洪澇災害加重。

3.3 淮河上游面雨量預報與王家壩水位漲幅預估系統(tǒng)應用

基于業(yè)務服務需求研發(fā)的“淮河上游面雨量預報及王家壩水位漲幅預估系統(tǒng)”，在2020年主汛期業(yè)務中試運行。圖5是2020年6月15日-7月21日應用該系統(tǒng)基于智能化網(wǎng)格預報面雨量對24-48 h內王家壩水位最大漲幅的預估結果與實況水位對比。可以看出70%預估值比實況略偏大，55%預估誤差小于0.5 m，最大誤差約1.0 m，業(yè)務中具有較好的參考價值。

2020年7月15日預報:17-18日淮河上游面雨量達50 mm以上，且累積面雨量將超過100 mm，預估20、21日王家壩水位較15日增幅4.6～5.4 m。16日下午依據(jù)該預報提出以下決策建議：未來10天淮河上游累積雨量大，特別是17-18日暴雨集中在淮河上游，20-21日王家壩超保證水位的風險極高。

7月15日20時、16日08時連續(xù)兩個時次預報17日08時-18日08時淮河干流片面雨量達到84.8 mm和75.0 mm(實況為86.4 mm)；汝河片面雨量實況均小于10.0 mm(預報略偏大)。根據(jù)面雨量預報估測,7月19、20日王家壩水位漲幅分別為2.0 m和4.6 m(圖5)，19日08時和20日08時王家壩水位實際漲幅分別為2.27 m和3.19 m,預報與實況基本吻合。

圖5 2020年6月15日-7月21日王家壩水位預估結果與實況水位對比

4 王家壩超保證水位的暴雨預估指標及大氣環(huán)流特征

普查1980年以來淮河上游暴雨次數(shù)偏多且降水時段較為集中的年份，發(fā)現(xiàn)2005、2007與2020年全省年暴雨總次數(shù)均超17次，其中淮河流域暴雨次數(shù)依次達到17、14和12次。2005年淮河流域暴雨集中出現(xiàn)在6月底到7月中旬、7月中旬前期和7月下旬到8月。而2007和2020年淮河上游降水集中期都在6月中下旬到7月中旬，故2007和2020年最為相似。

4.1 致王家壩超保證水位的暴雨預估指標

經(jīng)統(tǒng)計，1954-2020年67年中王家壩出現(xiàn)超保證水位(泄洪16次)有13年，平均5年一次。1980年以來，王家壩超保證水位6年，其中1982、1991年和2003年均泄洪2次，2007和2020年王家壩水位最高，分別達到29.48和29.56 m，超保證水位0.18和0.26 m(見表6)。通過分析1980年以來王家壩出現(xiàn)超保證水位時，淮河上游出現(xiàn)暴雨的集中時段和暴雨發(fā)生頻次等，總結提煉出王家壩超保證水位的暴雨預估指標：(1)淮河干流片至少出現(xiàn)一次連續(xù)2天的區(qū)域大暴雨或2次連續(xù)2天的區(qū)域暴雨；(2)10天內淮河上游出現(xiàn)6次以上區(qū)域性暴雨；(3)26～41天內淮河上游出現(xiàn)9～11次區(qū)域性暴雨。

表6 1980-2020年王家壩泄洪年份、日期、水位、淮河上游暴雨集中時段和次數(shù)

4.2 歷史相似年份暴雨分析

如前所述，2007年和2020年互為最相似年。2007年7月1-20日淮河上游連續(xù)出現(xiàn)8次區(qū)域暴雨(表7)。其中，7月1日信陽中心城區(qū)降水達216 mm，相當于全年總雨量的1/5，為該站有氣象記錄以來日雨量的次多值(最多值為2005年7月10日的276.2 mm)，7月10日王家壩開閘泄洪。13-14日淮河流域再次出現(xiàn)區(qū)域大暴雨過程，28個國家氣象觀測站日雨量達到暴雨，16站達大暴雨。受連續(xù)強降水影響，7月上中旬淮河上游發(fā)生了自1954年以來的最大洪水，遭受了嚴重的洪澇災害。

2020年7月11-22日淮河上游出現(xiàn)了6個區(qū)域暴雨日(表7)，降水落區(qū)集中出現(xiàn)在淮河干流的信陽地區(qū)。信陽大部累計降水量超歷史同期1倍以上，為建站以來同期最多值，導致7月20日王家壩開閘泄洪。之后21-22日淮河流域再次出現(xiàn)區(qū)域大暴雨過程，49個國家氣象觀測站達暴雨，34站達大暴雨，進一步加重了洪澇災害。

表7 2007年和2020年淮河上游降水集中時段內暴雨、大暴雨、連續(xù)性暴雨次數(shù)和王家壩開閘日期、開閘后大暴雨日期及超警戒水位維持時間

4.3 2007年和2020年淮河上游暴雨集中期的環(huán)流及環(huán)境特征

對2007年和2020年淮河上游降水集中期的環(huán)流形勢和水汽條件等進行分析，擬尋找淮河流域致洪暴雨延伸期時段的預報特征。

2020年6月10日-7月22日，500 hPa高度距平場顯示(圖6a),我國東北到俄羅斯遠東阻高建立、新疆穩(wěn)定低壓槽維持是河南轉入多雨的典型天氣模型。由烏拉爾山低壓分裂低槽并攜帶冷空氣不斷補充至新疆地區(qū)，新疆地區(qū)建立深厚的低槽區(qū)并長時間維持，不斷分裂的短波槽沿35°N以南的平直西風環(huán)流東移，與副高邊緣的西西南氣流在江淮地區(qū)匯合，致使該時段內降水集中、降水頻繁。同時該時段內，對流層(1000-300 hPa)整層積分水汽輸送及輻合、輻散場表明(圖6b)：該時段內沿云貴高原和副熱帶高壓北部為信號異常大的水汽輸送區(qū)；整層水汽通量散度距平場≤-4×10-5kg·s-1·m-2的強輻合區(qū)區(qū)域位于四川盆地到陜南、江淮中下游地區(qū)。因此，整層水汽輸送及水汽的輻合輻散場表明，6月10日-7月22日，江淮中下游水汽異常充沛并聚集，有利于降水強度的加大。

2007年6月10日-7月20日環(huán)流形勢(圖6c)與2020年同期的對比顯示：高緯地區(qū)一槽一脊分布完全相反，我國中高緯盛行西北氣流；低緯地區(qū)副熱帶高壓西伸位置基本接近常年同期，其5860 gpm線與2020年的5880 gpm線西伸位置接近，而印度半島到孟加拉灣一帶為一寬廣的低值區(qū),表明2007年南支系統(tǒng)較活躍，來自孟加拉灣的水汽條件也較充沛。明顯不同的是5860 gpm線的西部邊緣經(jīng)向度更大，表明副高邊緣偏南風分量大，更有利于水汽向北輸送。由圖6(d)可知：我國西南地區(qū)到江淮地區(qū)為信號異常大的水汽輸送區(qū)，整層水汽通量散度距平≤-3×10-5kg·s-1·m-2的輻合區(qū)位于長江以北到華北南部，與2020年相比，水汽輸送位置更偏北、輻合強度偏弱。從2007年和2020年降水集中時段的累計降水量圖(圖7a、7b)中可以看出，2007年500 mm以上的降水范圍明顯大于2020年的降水范圍，但2020年700 mm以上的降水區(qū)范圍更大、更偏南。

圖6 2020年6月10日-7月22日和2007年6月10日-7月20日500 hPa高度平均和距平(a、c)及1000-300 hPa整層水汽通量積分及水汽通量散度距平(b、d)

圖7 2020年6月12日-7月22日(a)和2007年6月19日-7月20日(b)河南省降水量實況分布圖單位：mm

對比2007年和2020年淮河流域王家壩2次泄洪事件發(fā)生的環(huán)流形勢特征發(fā)現(xiàn)：一類是新疆深厚低壓槽建立，其不斷分裂短波槽沿平直的西風帶環(huán)流東移，一次次與異常強大的副熱帶高壓邊緣的西南暖濕氣流交匯于江淮地區(qū)，產(chǎn)生強降水；另一類則是穩(wěn)定寬廣的南支槽前西南氣流與經(jīng)向度較大的副高共同作用，西南暖濕氣流輸送范圍更廣(北界至黃河)，故降水區(qū)范圍更大。上述兩種形勢有一個共同點，即副熱帶高壓脊線均到達25°N，是引導其邊緣水汽向北輸送至江淮地區(qū)的重要指示特征。

5 結論與討論

本文對2020年導致王家壩水位演變的淮河上游降水特征、分區(qū)面雨量特征、王家壩水位演變及歷史上淮河致洪相似年大尺度環(huán)境條件等進行了分析，得到如下結論：

(1)暴雨頻發(fā)、降水落區(qū)重疊、降水中心強度大且降水具有連續(xù)性是導致2020年淮河洪水、王家壩開閘泄洪的重要原因。

(2)2020年汛期淮河上游暴雨致王家壩水位演變出現(xiàn)3個關鍵階段：旱澇急轉階段，王家壩水位緩慢升高再回落徘徊期；連續(xù)性暴雨階段，王家壩水位接近警戒水位期；大暴雨階段，王家壩開閘泄洪期。

(3)通過對1980年以來淮河流域致洪年份的降水特征、淮河上游分片面雨量與王家壩水位增幅的關系分析，發(fā)現(xiàn)淮河干流片面雨量對王家壩水位變化起決定作用，汝河片面雨量增大對王家壩水位增幅作用小，但對王家壩下游高水位維持作用明顯。

(4)科研成果 “淮河流域面雨量及王家壩水位漲幅預估系統(tǒng)”在2020年汛期的應用中表現(xiàn)出預報誤差小、可較好地應用于業(yè)務服務的特征，特別是基于智能網(wǎng)格降水預報產(chǎn)品準確預估出“17-18日淮河上游面雨量超過50 mm，王家壩水位漲幅可達4.6-5.4 m，出現(xiàn)超警戒和超保證水位風險極高”，為決策服務提供了有力的技術支撐。

(5)以淮河上游致洪暴雨集中期為相似確定2007和2020年互為最相似年份，歸納出王家壩出現(xiàn)超警戒水位時淮河干流片至少出現(xiàn)一次連續(xù)2天的區(qū)域大暴雨或2次連續(xù)2天的區(qū)域暴雨、集中時段內區(qū)域暴雨頻次等暴雨預估指標；總結了淮河致洪暴雨產(chǎn)生的兩類環(huán)流背景特征和環(huán)境條件，為進一步提升淮河流域防汛抗洪提供科學依據(jù)。

隨著數(shù)值模式預報能力的提升，天氣預報客觀化、精細化程度及預報準確率不斷提高。為更好地做好決策服務工作，在重點關注暴雨、強對流等災害天氣特征及形成機理等方面研究的同時，應加強對災害天氣影響和氣象服務能力方面的分析和研究。本文對2020年淮河上游降水集中時段暴雨與淮河流域王家壩水位變化預估、相關科研成果及預報經(jīng)驗在2020年淮河梅汛期的應用效果等方面進行了嘗試性分析和預估，為今后進一步做好氣象服務工作提供了有益參考。

致謝：感謝河南省氣候中心吳璐高工對本文提供的幫助。