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有关2016.7洪水预报中的合河水文站产生误差的原因分析

2020-06-08 340 上传者：管理员

摘要：洪水预报是根据历史洪水形成和运动规律，利用水文、气象信息预测洪水的发生与变化过程的应用科学技术。洪水预报为各级防汛部门采取何种防洪抢险工程措施起到重要的数据支撑和耳目作用，所以洪水预报的精度和误差大小对防汛决策非常重要。文章主要分析2016年新乡市共产主义渠合河水文站洪水预报误差及原因分析，为以后洪水预报提供技术和经验。

关键词：
合河水文站
意见和建议
水文学
洪水预报
误差及成因
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1、合河水文站以上流域概况

合河水文站地处太行山脚下，属海河流域南运河水系。合河站以上集水面积4203km2，其中大部分为山区，主要河流有蒋沟、大狮涝河、新河、运粮河、山门河、纸坊沟、峪河、石门河、百泉河、黄水河等13条河流，其中大部分发源于山西省和河南省焦作、辉县市山区，呈梳子型汇入卫河。合河水文站位于河南省新乡县合河乡后贾村，东经113°46′、北纬35°21′，为卫河流域共产主义渠的首要控制站，是新乡市海河流域防汛的前沿哨所。

2、降雨情况

2016年7月9日新乡市区和辉县市普降暴雨、特大暴雨。10d后再次遭遇强降水过程。7月18日15时到19日20时，受黄淮气旋影响，辉县市及辉县市西部北部山西境内普降大到暴雨、局部特大暴雨，合河水文站以上平均降雨量158.70mm，最大点降水量辉县南坪站473.50mm，降水量超过400mm的笼罩区域为45.30km2。主要降雨时段集中在19日6至12时，降水量为267mm。

降雨的特点：强度大，历时短，面积集中，易引发山洪。事实确实如此，辉县市石门水库、宝泉水库等均出现泄洪和溢流，山区河道同时涨水，造成辉县市山前冲积扇上的多条河道多河段决堤。洪水是卫河上游自“1996.8”洪水以来20a最大的一次暴雨洪水。

3、上游中型水库拦蓄情况

卫河流域合河水文站以上的宝泉水库和石门水库。降水前两座水库总蓄水量为4865m3，宝泉水库自然溢流和石门水库提闸泄洪前，两座水库总蓄水量达到7880m3，拦蓄洪水3015m3。石门水库从7月19日12时40分开始泄洪，泄洪2933m3，最大泄流量400m3/s；宝泉水库从19日14时开始溢流，泄洪4761m3，最大泄流量1380m3/s。石门水库、宝泉水库共泄洪7694m3。

4、洪水预报

4.1预报方案

降水前合河水文站以上前期影响雨量为38.00mm，依据海河委员会2007年修定的海河流域实用预报方案中的前期影响雨量、时段雨量和地面径流深相关线形图，查线得地面径流深58.30mm，将地面径流深代入单位线中得到预报的洪峰流量为1310m3/s，峰现时间为20日14时。

4.2对流量预报结果进行分析和修改

根据降水强度和降水量与1996年8月4日洪水较为接近（1996年降水量为188.90mm），且水库蓄滞洪水量也基本接近（1996年为2670m3），所以参考1996年8月4日的洪峰流量。1996年合河站的实测洪峰流量为1000m3/s，使用本方案对1996年的洪水进行预报得到的洪峰流量为1646m3/s，以此为据，推测本场洪水的洪峰流量约为800m3/s。同时，一方面考虑到新乡这几年地下水开采严重，地下水位持续处在较低的位置，洪水回补地下水可能会较多；另一方面新乡刚遭遇7月9日强暴雨，但范围不大。最后综合分析确定本次洪水的洪峰流量为750m3/s。

4.3对峰现时间的分析与修改

“96.8”暴雨洪水实测主雨结束至峰现时间为22h。一方面考虑本场暴雨中心位于辉县，相对1996年暴雨接近出山口，汇流时间会缩短；另一方面近20a未有大的暴雨洪水过程，河道行洪能力较差；此外南水北调工程横穿峪河、黄水河、石门河等河道，河口收窄，对行洪也有一定的影响，汇流时间会增长。综合分析推测本场洪水主雨结束至峰现时间为30h，即洪峰将于7月21日凌晨2时出现。

5、预报误差及原因分析

暴雨洪水合河水文站实测流量285m3/s，峰现时间为7月21日6时，洪峰流量和出现时间与预报数据出现非常大的误差。随后对实测过程和预报重新梳理对比得知，两场洪水径流总量差别不大，但本场洪水洪峰流量小近六成，且洪峰持续约9h。也就是说洪水被严重坦化才导致了洪峰流量的减小和时间的推迟。面对如此大的预报误差，急需找到原因，随后成立洪水调查组进行实地查勘，最后总结原因如下。

5.1河道萎缩行洪能力减弱

自1996年暴雨洪水至今已20a，未发生大的或稍大的暴雨洪水，农民在河道开垦荒田、广植树木和玉米等高杆作物，改变了河道原有形状，使河道过水断面萎缩，洪水下泄能力减弱，导致洪水汇流时间长，坦化更为严重，削减了洪峰。建议相关部门对河道进行清障，禁止农民在河道内种植作物。

5.2河堤多处决口造成水量损失

河道多年无洪水，农民缺少了对洪水的防范意识（如峪河南支和峪河北支及石门河等），对河堤取土造成河堤失去防洪功能。同时由于降水历时短强度大，水库泄洪量集中，但河道被树木等作物影响，行洪能力弱排水不畅水位抬高，造成河堤多处决口，洪水四溢，以致辉县博壁镇、峪河镇等数个乡44.50万hm2良田被淹，部分积水深达1.20m。赵固煤矿塌陷区约1.70km2滞蓄水量约400万m3。建议相关部门进行复堤，部分河段进行清淤。

5.3小型工程拦蓄影响

近年来山区河道上修建许多小型水库和旅游用拦蓄闸坝，对水量进行拦截，洪水预报时未进行考虑。

6、结论及建议

通过洪水预报误差分析，对目前的河道下垫面情况有了详细的了解，重新认识了每条河道的行洪能力，认识到河堤对洪水的防护能力，为以后发生暴雨洪水进行洪水预报时考虑这些影响因素，为更及时更精准地为防汛部门提供决策依据提供帮助。这次洪水预报结果虽精度较差，但为今后的洪水预报提供借鉴。首先预报人员要熟悉河道特性，了解流域内每条河流的行洪能力，如超过防洪能力要考虑决口分洪的问题；其次不能只满足于我们水文部门的资料，要多与当地基层水利工作人员信息互通，全方面了解实时水情信息。

参考文献:

[1]王丙申.河南省重点中小河道及唐白河实用水文预报方案[M].长沙：湖南地图出版社，2012:10-14.

[2]朱玉祥.新乡水文水资源统计与分析[M].郑州：黄河水利出版社，2015:9-16.

王燕鹏.合河水文站“2016.7”洪水预报误差及成因[J].河南水利与南水北调,2020,49(04):18+32.