滁河中下游暴雨洪水特征對比分析

劉美麗，湛忠宇

（江蘇省水文水資源勘測局南京分局，江蘇 南京 210008）

1 研究背景

滁河流域位于長江與淮河之間，系長江下游左岸的一級支流，發源于安徽省肥東縣梁園的丘陵山區，干流流向自西南向東北偏東方向，干流基本上平行于長江，沿途流經安徽、江蘇兩省，于六合大河口匯入長江，全長269 km，流域面積約8 000 km2，其中山區占30%，丘陵占58%，平原圩區占12%。滁河支流集中在北岸，南京市境內主要支流有皂河、黃木橋河、八百河、新禹河等，南岸有駟馬山河、朱家山河、馬汊河、岳子河、劃子口河5條分洪道，分泄洪水入長江。滁河流域水利工程較多，除上述分洪道外，還有5座大水庫，10余座節制閘及若干分蓄洪區［1-2］。滁河流域屬亞熱帶季風氣候區，雨量充沛，降水年際間變幅較大，年內降水分布不均，汛期5—9月降水量約占全年降水量的60%～70%，每年6—7月為梅雨期，降水較集中。

滁河汊河集閘以下為滁河流域中下游，滁河中下游受閘壩控制，降水集中，水系發育，支流上游多為山丘區，源短流急，遭遇暴雨時，迅速形成山洪下瀉，造成下游平原區河道水位急速上漲，當南排長江洪水遭遇長江高潮，發生排水不暢，常使平原圩區受災［3-4］。以往研究主要集中在襄河口閘以上［5-6］或滁河流域安徽段［7］，對于滁河中下游的研究較少。2020年7月滁河流域中下游發生大范圍強降雨，中下游各站水位持續偏高，多個站點出現超歷史洪水水位。本文深入對比分析洪水成因和特點，可有效提高對滁河中下游暴雨洪水規律的認識，為區域防汛抗洪、水情預報提供科學依據。

2 暴雨特征分析

2.1 暴雨發展過程

2016年7月洪水：典型暴雨過程分為2個階段，6月20日至27日，降水量在86～138.5 mm之間，暴雨中心在馬集附近；6月30日至7月6日降雨較均勻，在154.5～245 mm之間，暴雨中心在紅山窯閘站附近，分布范圍廣。

2020年7月洪水：典型致洪暴雨過程分為3個階段，6月10日至23日，流域內降水量在170～216.5 mm之間；6月26日至28日，流域各站點面雨量109 mm，該階段降雨時空分布不均，雨區主要位于沿江地區；7月11日至19日各站降水量在154～274 mm之間，暴雨中心位于葛塘站附近。

2.2 暴雨特點及重現期對比

2.2.1 點最大降水量

點最大降水量對比分析見表1，從表1中可以看出，2016年7月洪水最大6 h、12 h、24 h降雨強度均大于2020年7月洪水。

表1 滁河中下游流域點最大降水量對比

2.2.2 最大1 d、3 d、7 d面雨量

根據流域內6個雨量測站的長系列統計資料，采用泰森多邊形法計算流域面平均雨量，計算結果表明，2016年7月洪水期間流域最大1 d面雨量為79.2 mm，最大3 d面雨量為125.0 mm，最大7 d面雨量為193.3 mm。2020年7月洪水期間流域最大1 d面雨量為58.2 mm，最大3 d面雨量為97.5 mm，最大7 d面雨量為154.3 mm。根據實測面雨量系列，用P-Ⅲ型頻率曲線進行雨量頻率計算，2次典型洪水最大1 d、3 d、7 d面雨量統計見表2，可知2場洪水均在10 a以下，重現期不大。

表2 滁河流域中下游典型洪水最大1 d、3 d、7 d面雨量統計

2.2.3 暴雨日

對日降水量大于30 mm的暴雨日和大于50 mm的暴雨日進行分析比較，2016年7月洪水大于30 mm的暴雨日為4 d，2020年7月洪水大于30 mm的暴雨日為5 d；2016年7月洪水大于50 mm的暴雨日為2 d，2020年7月洪水大于50 mm的暴雨日為1 d，可見2016年7月暴雨洪水更加集中。

2.2.4 洪水前期降水

2016年7月洪水前期平均降水7 d，面雨量114 mm，流域上游雨量站面雨量110.5 mm；2020年7月洪水前期平均降水17 d，面雨量314 mm，流域上游雨量站面雨量382.5 mm。2020年7月洪水前期降水量大，且降水天數長，流域中上游降水較2016年7月洪水偏多。

綜合上述暴雨特點，形成此次流域洪水的主要原因是洪水前期持續性降雨和洪水期間的強降雨。

3 洪水分析

3.1 洪水發展過程

2016年7月洪水發展過程：6月20日南京市入梅，20日至27日，滁河中下游地區普降暴雨，平均降水天數6 d，面降水量110.0 mm，各站水位上漲約1 m。29日雨停，6月30日至7月6日，流域再降大到暴雨，中下游水位快速上漲，六合站水位從7月1日3時開始起漲，7月5日14時出現洪峰水位9.97 m，本次洪水總漲幅2.83 m，18日19時回落至警戒水位以下。為減輕上游行洪壓力，7月2日6時三汊灣閘開閘，閘下游最高水位10.45 m；為下泄洪水，紅山窯閘閘門全開泄洪，7月5日時出現洪峰水位9.49 m，超過歷史最高水位0.18 m，相應流量422 m3/s；劃子口閘7月4日開閘，7月7日關閘，實測最大流量123 m3/s。

2020年7月洪水發展過程：6月10日南京市入梅，12日至23日，滁河中下游地區普降暴雨，平均降水天數10 d，面降水量192.0 mm，各站水位上漲約0.5 m。26日至28日，流域再降大到暴雨，面降水量103.0 mm。7月11日至19日，流域再降大到暴雨，面降水量189.0 mm，中下游水位快速上漲，六合站水位從7月11日10時7.59 m開始起漲，7月20日13時出現洪峰水位10.06 m，8月7日8時回落至警戒水位以下。為減輕上游行洪壓力，7月18日三汊灣閘開閘，至31日關閘，閘下游最高水位10.58 m；受長江上游來水和高潮疊加影響，為下泄洪水，紅山窯閘啟閉頻繁，7月21日時出現洪峰水位9.92 m，相應流量422 m3/s；劃子口閘18日開閘，21日關閘，實測最大流量92.1 m3/s。

3.2 洪峰排序及重現期

從洪峰實況、歷史排位、重現期等方面統計分析2020年7月與2016年7月洪水，洪水滁河中下游主要站洪峰特征見表3。由表3可知，2020年7月洪水期間各站水位均高于2016年7月洪水，其中紅山窯閘上下游、劃子口閘上下游水位均超歷史最高水位。

表3 2016年7月與2020年7月洪水洪峰比較

3.3 洪水對比

3.3.1 從洪水發展變化過程來看洪水特點

（1）起漲快、漲率大、來勢兇猛。在閘門全部開啟的情況下，2場洪水過程中，紅山窯閘閘上游站水位最大漲率分別為0.27 m/h和0.32 m/h，漲幅分別達2.27 m和2.36 m，漲幅相當。從漲水歷時來看，2016年7月洪水用時4 d，2020年7月洪水用時10 d。

（2）2020年7月洪水高水位持續時間更長。2016年7月洪水六合站超警歷時為388 d，2020年7月洪水超警歷時達622 d，其中紅山窯閘上下游、劃子口閘上下游水位均達最高水位。

3.3.2 從洪水成因來看洪水異同點

（1）受前期降雨影響，致使土壤含水量飽和，產流快，有利于形成較大洪水。2場洪水行洪期間，滁河中上游均發生大洪水，滁河干流來水經汊河集閘大部分由馬汊河分洪道直排長江。當達到調度條件時，三汊灣閘開閘承泄上游來水，2場洪水受上游來水、區域暴雨徑流和長江潮位頂托疊加影響。

（2）2020年7月洪水短歷時局部區域暴雨突出，同量級降雨維持時間長，主要受長江高潮位頂托影響。洪水起漲時，南京站潮位達9.65 m，2020年、2016年超警戒水位時間分別為40 d、26 d。2016年7月洪水降雨強度明顯大于2020年7月洪水，洪水起漲時，長江潮位僅為8.17 m。

4 結語

本文從暴雨發展過程及重現期、洪水發展特點、洪水成因等方面，對比分析了2016年7月洪水與2020年7月洪水。結果表明，2次滁河中下游暴雨洪水特征存在一定異同點，2場洪水的成因存在明顯差異，尤其是紅山窯閘站超歷史高洪水位的發生明顯不同?；?場洪水的分析結果，后期有待對滁河中下游洪水進行還原分析和深入探討，從而進一步揭示滁河中下游大洪水發生的暴雨洪水規律。

（1）滁河中下游流域大洪水主要受上游來水、區間暴雨徑流和長江潮位頂托疊加影響，水利工程調度顯得尤為重要。既要關注滁河干流上游來水，合理安排三汊灣閘啟閉，注重上游水庫調洪攔蓄錯峰，又要根據長江上游來水和潮位預報提前預泄水位，騰出蓄水空間。

（2）關注前期降雨對雨水調蓄空間影響，從重現期來看，2016年7月洪水和2020年7月洪水降雨強度不大，但流域多個站點水位超高，其中一個重要原因是前期降雨導致土壤飽和，產流系數增大，匯流加快，易形成較大洪水。

（3）分析滁河中下游流域洪水風險，應綜合考慮不同重現期下不同頻率區間降雨，長江潮位和上游來水的組合計算。