沙河王快流域“7·19”暴雨特性分析

寇利敏

（河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北 保定 071051）

沙河王快流域“7·19”暴雨特性分析

寇利敏

（河北省保定水文水資源勘測(cè)局，河北 保定 071051）

2016年7月19～20日，受副熱帶高壓外圍暖濕氣流和高空槽、高空低渦等氣候因素的綜合影響，沙河上游王快流域發(fā)生強(qiáng)降雨過(guò)程，暴雨中心新房最大降水量431mm，最大24h降水量達(dá)355.8mm。通過(guò)實(shí)測(cè)資料對(duì)暴雨特性、暴雨頻率、洪水總量及暴雨成因等進(jìn)行了分析，并與歷史暴雨進(jìn)行了比較。

王快流域；降雨量；暴雨成因；頻率；暴雨中心

1 基本概況

沙河發(fā)源于山西省靈丘縣東河南鎮(zhèn)東崗村，流經(jīng)山西省靈丘縣、河北省阜平縣、曲陽(yáng)縣、行唐縣、新樂(lè)市、定州市和安國(guó)市。全長(zhǎng)272km，流域面積4895km2，其中山西境內(nèi)流域面積1248km2，河北境內(nèi)流域面積3647km2，是大清河水系南支主要行洪河道。沙河為常年河，流域內(nèi)年降水量600mm，縣內(nèi)多年平均徑流5.63億m3，王快水庫(kù)實(shí)測(cè)最大洪峰流量是1963年的9300m3/s，阜平縣城3380m3/s。沙河結(jié)冰期120～160d，由西北向東南遞減。

本區(qū)域?qū)俦睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，春季干燥多風(fēng)、夏季炎熱多雨、秋季清爽、冬季寒冷少雪。

2 暴雨分析

2016年7月19～20日，沙河上游王快流域發(fā)生了一場(chǎng)降雨強(qiáng)度大、歷時(shí)短、歷史上罕見(jiàn)的特大暴雨（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“7·19”暴雨）。暴雨中心出現(xiàn)在沙河上游阜平縣新房站，點(diǎn)雨量達(dá)431mm，受強(qiáng)降雨影響沙河出現(xiàn)了大洪水。本文結(jié)合王快流域18個(gè)雨量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的降水資料對(duì)本流域暴雨進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算分析。

測(cè)雨量站點(diǎn)如表1。

表1 王快流域雨量站降水量統(tǒng)計(jì) 單位：mm

2.1 暴雨特性

2.1.1 暴雨成因分析

2016年“7·19”暴雨主要由副熱帶高壓外圍暖濕氣流和高空槽、高空低渦等氣候因素的綜合影響所生成。19日8：00，東北平原上空的高壓脊和副高脊線疊加，形成東阻形勢(shì)，受高壓阻擋影響，河套地區(qū)西風(fēng)槽移動(dòng)緩慢，使河北省一直受到槽前偏南氣流的影響，并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。到20日8：00，西風(fēng)槽發(fā)展為低渦，渦前的低空急流也進(jìn)一步加強(qiáng)，在河北省中部上空形成了偏南風(fēng)與偏東風(fēng)的低渦切變，造成了此次降雨過(guò)程至21日8：00才完全結(jié)束。另外，同歷次大暴雨一樣，本次暴雨還受地形影響，在太行山地形輻合抬升作用影響下，太行山東麓產(chǎn)生了持續(xù)的強(qiáng)降雨過(guò)程。

2.1.2 暴雨過(guò)程及時(shí)空分布

受副熱帶高壓外圍暖濕氣流和高空槽、高空低渦等氣候因素的綜合影響，2016年7月19日0：00保定市西部山區(qū)開(kāi)始降雨；至7：00降雨范圍開(kāi)始向平原區(qū)擴(kuò)大，此時(shí)山區(qū)多個(gè)站點(diǎn)降雨已達(dá)50mm以上；至9：00，降雨范圍已擴(kuò)展至保定全境。山區(qū)降雨集中在19日9：00~15：00，平原區(qū)降雨集中在20日上午。此次過(guò)程，王快流域面平均降雨195mm。就全省范圍來(lái)看，“7·19”暴雨自河南安陽(yáng)進(jìn)入邯鄲市，隨后沿太行山山前向北偏東移動(dòng)，經(jīng)保定、廊坊與北京的交界地帶，繼續(xù)東移，最后經(jīng)秦皇島移出我省。綜合歷史特大暴雨中心移動(dòng)路徑對(duì)比分析，本次暴雨中心在太行山中南部和燕山地區(qū)，均比“63·8”和“96·8”暴雨中心偏流域下游，是造成本次洪水上漲快、來(lái)勢(shì)猛的重要因素之一。在保定市，此次暴雨中心移動(dòng)路徑接近于“96·8”?！?2·7”暴雨主要集中在大清河北支，而此次暴雨主要集中在大清河南支的王快流域。

2.1.3 降雨量大、強(qiáng)度大、歷時(shí)長(zhǎng)

本次降雨各站雨量均大于100mm，其中有8個(gè)站大于200mm，有一個(gè)站降雨超過(guò)了400mm。最大點(diǎn)為阜平縣新房站431mm。此次王快流域出現(xiàn)的特大暴雨，降雨強(qiáng)度之大歷史罕見(jiàn)。暴雨中心阜平縣新房站次降水量431mm。新房最大3h降水量104mm，占降水量的24%；最大6h降水量187mm，占降水量的44%；最大24h降水量356mm，占降水量的83%。本次降雨自19日0：00開(kāi)始，到21日8：00結(jié)束，歷時(shí)達(dá)56h。

2.1.4 暴雨籠罩面積

依據(jù)各監(jiān)測(cè)雨量站點(diǎn)的降水資料，點(diǎn)繪了王快流域“7·19”次降水量等值線圖如圖1，計(jì)算出“7·19”次降雨的籠罩面積。王快流域（3770km2，其中保定市境內(nèi)面積2575km2）降水均在100mm以上，降雨量超過(guò)200mm的籠罩面積1770km2，占流域面積的46%；降雨量超過(guò)250mm的籠罩面積為740km2，占流域面積的19%；降雨量超過(guò)300mm的籠罩面積為310km2，占流域面積的8.2%。

圖1 王快流域“7·19”降雨量等值線

2.1.5 與歷史暴雨比較

2016年王快“7·19”暴雨與歷史暴雨“63·8”“96· 8”相比，其暴雨持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短，暴雨強(qiáng)度大，暴雨總量小于“63·8”，大于“96·8”；王快流域“7·19”暴雨中心各時(shí)段降雨量均大于“63·8”“96·8”暴雨中心各時(shí)段的降雨量。如表2。

表2 “7·19”與“63·8”“96·8”暴雨比較 單位：mm

2.2 暴雨總量

采用水文部門(mén)雨量站監(jiān)測(cè)資料，利用泰森多邊形法計(jì)算流域面平均降水量。計(jì)算公式為：

式中 A為流域總面積（km2）；pi為第i個(gè)雨量站的降水量（mm），i=1，2……n；ai為第i個(gè)雨量站所在單元的面積（km2），i=1，2……n；n為雨量站個(gè)數(shù)。

通過(guò)計(jì)算，王快水庫(kù)以上流域平均降水量195mm，折合成水量7.35億m3。

2.3 暴雨頻率分析

對(duì)王快流域“7·19”暴雨進(jìn)行頻率分析，選取暴雨中心新房站為代表站，并選取了1，3，6，24h 4個(gè)不同時(shí)段進(jìn)行暴雨頻率分析計(jì)算。頻率計(jì)算結(jié)果如表3。

表3 “7·19”暴雨時(shí)段降雨量頻率 單位：mm

分析表明，此次暴雨中心新房站最大1h降水量59.6mm，為5年一遇暴雨；最大3h降水量103.6mm，為10年一遇暴雨；最大6h降水量186.6mm，為40年一遇暴雨；最大24h降水量355.8mm，為80年一遇暴雨。

3 結(jié)語(yǔ)

2016年“7·19”暴雨是王快流域發(fā)生“96·8”以來(lái)最大的一次歷時(shí)長(zhǎng)、強(qiáng)度大的大暴雨，暴雨中心新房24h降水量達(dá)355.8mm，形成的洪水來(lái)勢(shì)比較快、預(yù)見(jiàn)期短。近年來(lái)，極端天氣頻繁發(fā)，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)極端天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)水文資金的投入，并利用先進(jìn)技術(shù)和手段，不斷加強(qiáng)水文預(yù)報(bào)工作的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，努力減少突發(fā)性洪水給社會(huì)造成的災(zāi)害。

［1］河北省水文水資源勘測(cè)局.沙河流域“16·7”暴雨洪水分析報(bào)告［R］.2016.

［2］保定市水利局.保定市水資源第二次評(píng)價(jià)報(bào)告［R］.2006.

［3］河北省水文水資源勘測(cè)局.河北省設(shè)計(jì)暴雨圖集［R］.2002.

［4］保定地區(qū)水文站.河北省保定地區(qū)水文計(jì)算手冊(cè)［R］.

（責(zé)任編輯：王艷肖）

The Characteristics Analysis of Rainstorm in Wangkuai Basin on July 19,2016

KOU Li-min
（Baoding City Hydrology and Water Resources Bureau of Hebei Province,Baoding 071051，China）

The heavy rainfall occurred in Wangkuai Basin of Shahe River upstream,affected by the subtropical high warm air,high-level trough and the upper vortex from 19 to 20 in July 2016.The rainstorm center is Xinfang station.The maximum precipitation is 431mm,and the maximum 24hours rainfall is 355.8mm.In this paper,the characteristics of rainstorm,rainstorm frequency,flood volume and the causes of rainstorm are analyzed by the measured data.

Wangkuai basin;rainfall;causes of rainstorm;frequency;rainstorm center

TV122

B

1672-9900（2017）01-0008-03

2016-12-28

寇利敏（1978-），女（漢族），河北定州人，工程師，主要從事水文水資源工作，（Tel）18932653621。