◎山西省水文水資源勘測總站

汾河“21·10”秋汛洪水過程之長、量級之大、歷史同期罕見，尤其下游河段，經(jīng)歷了長時間、高水位、大流量的行洪考驗。柴莊水文站發(fā)生了1966年以來最大洪水，河津水文站發(fā)生了1964年以來最大洪水。在省水利廳的領(lǐng)導下，水文部門強化“預報、預警、預演、預案”措施，及時發(fā)布預警預報信息和實測雨水情數(shù)據(jù)，為防汛決策部署和水庫調(diào)度提供了重要參考和支撐。

一、前期降雨量充沛是形成汾河“21·10”洪水的重要前提

2021年9月份，汾河流域平均降水量150.0mm，是歷年同期均值69.5mm的2.2倍，排歷史同期第一位（第二位是2014年139.8mm）。月內(nèi)主要降水過程有三次：9月3日—5日、9月18日—19日、9月23—27日。

汾河流域充沛的前期降雨量，導致土壤含水量高度飽和，干、支流流量大都高于歷史同期，是形成汾河“21·10”洪水的重要前提。汾河流域各主要站點9月下旬平均流量與歷史同期比較見表1，圖1、圖2。

表1 汾河流域各主要站點9月下旬平均流量與歷史同期比較表單位：m3/s

圖1 汾河流域各主要站點9月下旬平均流量與歷史同期比較

圖2 汾河流域各主要站點9月下旬平均流量與歷史同期比較

二、雨量大、降雨區(qū)與前期高度重疊是形成汾河“21·10”洪水的主要原因

本次暴雨籠罩汾河全流域，有降雨范圍廣、持續(xù)時間長、累計雨量大等特點。

本次降雨由陜西省進入我省，可分為兩個過程。第一個過程隨著暴雨天氣系統(tǒng)由西南向東北的運移；第二個過程隨著暴雨天氣系統(tǒng)自西面而來，在整個流域盤踞近三日，接著向東北逐漸消退。降雨的開始與結(jié)束時間各地不盡相同，最早的開始時間在10月2日23時，最晚的結(jié)束時間在10月6日23時，降雨持續(xù)時間長達4d之久。

汾河流域本次過程平均降雨量129.3mm，高居歷史同期第一位（如圖3所示），遠超出歷史同期第二位（2007年40.8mm），比其多出2倍有余；與汾河流域歷史同期降雨量均值8.1mm相比，更是高達近16倍；山西中南部“19930804”特大暴雨是汾河流域有資料記載以來的一場特大暴雨，通過查閱資料、對比分析，本次流域平均降雨量甚至高于“19930804”汾河流域平均降雨量。

圖3 本次降雨量與2007年同期、歷史同期均值、“19930804”特大暴雨對比圖

本次暴雨籠罩汾河全流域，次雨量200mm以上的籠罩范圍涉及晉中市、呂梁市、太原市、臨汾市的25個縣（市、區(qū)），面積約5181.6km2。通過對比分析，本次降雨與9月份降雨分布情況（如圖4所示），可以看出本次降雨主雨區(qū)與9月份降雨高度重合，這是形成汾河“21·10”洪水的主要原因。

圖4 本次降雨分布情況與9月降雨分布情況對比圖

三、洪峰高、洪量大、歷時長是汾河“21·10”洪水的顯著特征

本次秋汛洪水主要發(fā)生在汾河中下游，柴莊站7日4時洪峰流量1400m3/s，為1951年建站以來第五位，1966年以來最大；新絳站7日12時洪峰流量1130m3/s，為2016年建站以來最大；河津站9日8時24分洪峰流量985m3/s，為1964年以來最大。洪水總量大，汾河入黃口洪量在7億多m3；洪水歷時長，洪水歷時600多個h。汾河干流各水文站洪水過程詳見圖5，表2。

圖5 汾河干流各水文站洪水過程線

表2 汾河干流各水文站洪水過程特征值統(tǒng)計表

經(jīng)分析確定本次秋汛汾河中下游洪峰流量重現(xiàn)期約為10年一遇，最大3日洪量重現(xiàn)期約為30年一遇。

本次分析收集了《汾河干流防洪治理規(guī)劃報告》《山西省汾河流域綜合規(guī)劃修編報告》《汾河中下游河道疏浚整治工程可行性研究報告》《汾河中下游干流控制站現(xiàn)狀條件下設(shè)計洪峰流量計算》《汾河干流設(shè)計洪水研究專題報告》等以往設(shè)計成果進行對比分析。黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司“專題報告”洪水成果，在后來的汾河流域規(guī)劃、河道治理以及河道管理范圍劃定等項目中被采用，本次分析亦采用黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司的“專題報告”成果，確定“21·10”汾河中下游洪峰流量重現(xiàn)期約為10年一遇，詳見表3。

表3 汾河干流水文站實測洪峰流量重現(xiàn)期

查閱歷史文獻，關(guān)于汾河流域歷史洪水記載雖多，但發(fā)生在10月份同期較大洪水的記載僅有1513年（明正德八年）相關(guān)記載，“太原、臨汾、曲沃十月大雨雹平地水深丈余，沖沒人畜房舍。”“十月平陽太原汾沁諸屬邑大雨雹，平地水深丈余，沖毀人畜房舍?！保ㄙY料來源《山西洪水研究》）。說明10月同期遭遇雨水災害的情況十分罕見。

計算汾河二壩、義棠、趙城、柴莊四站本場洪水最大3日洪量，根據(jù)《山西洪水研究》各站設(shè)計洪水成果，分析確定本場洪水四站最大3日洪量重現(xiàn)期，結(jié)果詳見表4。綜上得出本次秋汛汾河中下游最大3日洪量重現(xiàn)期約為30年一遇。

表4 汾河干流水文站最大3日洪量重現(xiàn)期成果

汾河二壩水文站至河津水文站洪水傳播時間約84h。汾河干流汾河二壩至義棠區(qū)間流域面積9915km2，河長100km，洪水傳播時間約26h；義棠至趙城區(qū)間流域面積4731km2，河長92km，洪水傳播時間約9h；趙城至柴莊區(qū)間流域面積5256km2，河長95km，洪水傳播時間約19h；柴莊至新絳區(qū)間流域面積1600km2，河長40km，洪水傳播時間約11h；新絳至河津區(qū)間流域面積3196km2，河長67km，洪水傳播時間約19h。

四、汾河“21·10”洪水主要產(chǎn)生于流域中游

本次暴雨覆蓋整個汾河流域，主雨區(qū)在蘭村至趙城區(qū)間，六個暴雨中心大都位于流域中游。由下游次降雨量較小，沿流域自下而上次降雨量有增大趨勢，加之其他因素影響，沿程各區(qū)間支流產(chǎn)流大小不一，導致干流洪水形成波動態(tài)勢。

受降雨主雨區(qū)分布作用和流域下墊面影響，流域中游成為汾河“21·10”洪水的主要產(chǎn)流區(qū)，下游流域產(chǎn)流較小。汾河干流蘭村以下各控制站洪水的地區(qū)組成情況如圖6所示。

圖6 汾河干流各控制站洪水組成示意圖

太原市城區(qū)匯流快，在4日21時10分汾河二壩站即達到洪峰流量420m3/s，汾河干流由上而下，隨著兩側(cè)支流的的匯入，洪峰流量逐漸加大；汾河二壩至義棠區(qū)間面積9915km2，區(qū)間較大支流有昌源河、烏馬河、龍鳳河、磁窯河、和文峪河均發(fā)生洪水，尤其東側(cè)的烏馬河官寨站6日1時12分洪峰流量132m3/s、西側(cè)的文峪河水庫站7日6時30分出庫流量137m3/s，隨著各支流匯入，在7日20時義棠站達到洪峰流量883m3/s；義棠至趙城區(qū)間面積僅4731m3/s，區(qū)間較大支流雙池河官桑園站5日22時48分洪峰流量130m3/s、團柏河上團柏站6日4時洪峰流量125m3/s，雙池河和團柏河匯入后，在6日8時趙城洪峰流量增大至1160m3/s；趙城至柴莊區(qū)間面積為5256km2，由于區(qū)間降水量變小、產(chǎn)流相對不大，在洪安澗河和豁都峪匯入后，柴莊站7日3時洪峰流量增大至1400m3/s；柴莊至新絳區(qū)間面積1600km2，雖有澮河和續(xù)魯峪河匯入，但由于區(qū)間降水量變小、下游河道漫堤等原因，致使洪峰逐漸消減，新絳站7日12時洪峰流量1130m3/s。

五、河槽萎縮、河床抬高導致同流量水位大幅度抬升

自然條件和其他因素共同作用，造成汾河中下游部分河段河槽萎縮、河床抬高，導致汾河“21·10”洪水過程中河道過洪能力大幅降低，洪水水位異常偏高。

汾河流域黃土廣布，水土流失較為嚴重，河流含沙量高，汾河中下游除靈霍山峽段外大部分河段縱比降小，洪水流速較小，容易造成河道淤積；尤其汾河入黃口段河道更為平緩，黃河倒灌頂托致使大量泥沙淤積在下游河床。與河爭地縮窄河道、在河道內(nèi)種植林木和高桿農(nóng)作物、進行違法開發(fā)建設(shè)等行為在一定程度上加劇了河道淤積，降低了河道行洪能力，增加了洪澇災害發(fā)生的可能性；部分河段灘地上種植有大面積玉米和高粱等，存在建筑物和片林等；部分跨河橋梁存在阻水漫水現(xiàn)象，如新絳縣新紡汾河大橋。

義棠站本次洪水最大流量883m3/s，相應(yīng)最高水位731.41m，較該站1996年洪峰流量1250m3/s，相應(yīng)水位730.18m高1.23m。柴莊站本次洪水最大流量1400m3/s，相應(yīng)最高水位407.53m，較該站1966年洪峰流量1510m3/s，相應(yīng)水位405.27m高2.26m。河津站本次洪水最大流量985m3/s，相應(yīng)最高水位377.94m，較該站1964年洪峰流量1060m3/s，相應(yīng)水位374.64m高3.30m。