滄州市2017年“8.2”臺風(fēng)低壓暴雨過程分析與影響研究

哈建強，張志悅，吳文政

(河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000)

1 概 述

8月上旬是華北平原區(qū)的主汛期，也是滄州市的主汛期，更是滄州市降雨最多的時期之一。滄州市東面臨渤海，北靠天津，與山東半島和遼東半島隔海相望，西部、西南部與保定市、衡水市相接。滄州市屬于溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，溫差較大。多年平均降水量551 mm,一般年降水量主要集中在汛期(6-9月份)，汛期降水量約占全年總降水量的80%，主汛期降水量又占整個汛期降水量的80%。

受到減弱的臺風(fēng)低壓和冷空氣的共同影響，2017年8月2日滄州市出現(xiàn)暴雨天氣過程，緩解了土壤墑情，提升了地下水位。但產(chǎn)生了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、群眾出行等也產(chǎn)生了一定影響。

2 暴雨過程分析

2.1 降雨的時程分布

2017年6月1日入汛以來，本次暴雨發(fā)生之前(截止2017年8月2日8時)，滄州市平均降雨量207.8 mm，較常年同期偏少21.5%。2017年8月2日至8月3日(統(tǒng)計時段為8月2日8時至8月3日8時)，滄州市普降大到暴雨，局部特大暴雨，全市平均降雨量67.2 mm，滄州市區(qū)(運河區(qū)、新華區(qū)平均值)平均降雨量99.4 mm。

滄州全市共有167個雨量站(滄州水文局站網(wǎng)數(shù)量)，降水量超過250 mm達(dá)到特大暴雨量級的雨量站有1個，占全市雨量站總數(shù)的0.6%；降雨量超過100 mm且小于250 mm達(dá)到大暴雨量級的雨量站有48個，占全市雨量站總數(shù)的26.9%；降雨量超過50 mm且小于100 mm達(dá)到暴雨量級的雨量站有44個，占全市雨量站總數(shù)的26.3%；降雨量超過25 mm且小于50 mm達(dá)到大雨量級的雨量站有36個，占全市雨量站總數(shù)的21.6%；降雨量超過10 mm且小于25 mm達(dá)到中雨量級的雨量站有23個，占全市雨量站總數(shù)的13.8%；降雨量在10 mm以下的雨量站有15個，占全市雨量站總數(shù)的10.8%。

本次暴雨過程，以黃驊市黃驊港站為暴雨中心，日降水量達(dá)到271.4 mm；其次是孟村縣高寨鎮(zhèn)張寨站，日降水量為245.8 mm；黃驊市常郭鎮(zhèn)常郭站、黃驊市舊城鎮(zhèn)舊城站日降水量均超過200 mm，分別為207.8和203.4 mm。本次暴雨降水過程主要集中在2日18時至3日3時，占本次總降雨量的85%以上，其中最大1 h降雨量出現(xiàn)在黃驊市黃驊港站，8月2日23:00-8月3日0:00降雨量為82.2 mm；最大3 h降水也出現(xiàn)在黃驊市黃驊港站，8月2日22:00-8月3日01:00降水量為209.4 mm；最大6 h降水同時也出現(xiàn)在黃驊市黃驊港站，8月2日21:00-8月3日03:00降水量為256.2 mm。見表1、圖1。

表1 8月2-3日部分時段降雨量統(tǒng)計表Table 1 the rainfall statistics table from 2 to 3 August

圖1 8月2日平均時段降雨量柱狀圖Figure 1 rainfall column chart of the average time period on 2 August

2.2 降雨的空間分布

本次臺風(fēng)低壓暴雨過程覆蓋了滄州市的全部區(qū)域，面平均降雨量最大的是鹽山縣，降雨量為140.9 mm；面平均雨量超過100 mm的縣(市)還有：孟村回族自治縣128.0 mm，海興縣115.0 mm，滄州市新華區(qū)106.9 mm。各縣(市)平均降雨量見表2。

表2 滄州市“8.2”暴雨過程各縣(市)平均降雨量Table.2 the average rainfall of the counties (cities) in Cangzhou “8.2” rainstorm

本次臺風(fēng)低壓暴雨過程，降水量在100.0～250.0 mm降雨區(qū)包圍的面積為3 035 km2，占全市總面積的23%；降水量50.0～100.0 mm降雨區(qū)所包圍的面積為3 805 km2，占全市總面積的29%；降水量25.0～50.0 mm降雨區(qū)所包圍的面積為3 970 km2，占全市總面積的30%；降水量10.0～25.0 mm降雨區(qū)所包圍的面積為2 079 km2，占全市總面積的16%；降水量10 mm以下降雨區(qū)所包圍的面積282 km2，占總面積的2%。表3為“8.2”臺風(fēng)低壓降雨籠罩面積情況表，圖2為“8.2”滄州市降雨量分布圖。

表3 滄州市“8.2”暴雨籠罩面積情況表Table.3 The rainstorm of “8.2” in Cangzhou covers the area of the situation table

3 本地河道過水和洼淀蓄水分析

3.1 河道過水分析

滄州地區(qū)多年來河道多數(shù)干涸，截止目前(2017年8月4日8時)只有子牙新河有水流下泄。6月1日入汛以來，本次暴雨發(fā)生之前(2017年8月2日8時)，滄州市平均降雨量207.8 mm，較常年同期偏少21.5%。本次暴雨過后(2017年8月3日8時)，滄州市平均降雨量275.0 mm，較常年同期偏多2.2%，從數(shù)據(jù)比較可以看出，降雨量很大。

本次臺風(fēng)低壓暴雨之前，8月2日8時，子牙新河獻(xiàn)縣水文站獻(xiàn)縣進(jìn)洪閘流量為35.0 m3/s(閘門處于全提狀態(tài))，周官屯水文站流量為25.0 m3/s；暴雨過后，8月3日8時，子牙新河獻(xiàn)縣進(jìn)洪閘流量40.2 m3/s，子牙新河周官屯站流量32.0 m3/s。本次暴雨過后對運東平原區(qū)入海河道進(jìn)行了巡測，共有6條入海河道過水；6條過水河道中，六十六排干許官監(jiān)測點8月3日9時流量8.29 m3/s，8月4日9時流量減小為5.62 m3/s；水庫引水渠孔莊子監(jiān)測點8月3日9時流量3.47 m3/s，8月4日9時流量減小為3.13 m3/s；老石碑河乾港監(jiān)測點8月3日9時流量2.89 m3/s,8月4日9時流量減小為0；黃南排干八里莊監(jiān)測點8月3日9時流量2.33 m3/s,8月4日9時增大為4.00 m3/s；大浪淀排水渠曹莊子監(jiān)測點8月4日9時流量為14.9 m3/s，廖家洼排干南大港監(jiān)測點8月4日9時流量為11.9 m3/s。通過以上數(shù)據(jù)可知，暴雨使得常年過水河道流量增加，使得干涸的入海河道產(chǎn)生了徑流。

3.2 洼淀蓄水分析

本次臺風(fēng)低壓暴雨之前，8月2日8時，白洋淀水位6.41 m，蓄水量2.08×108m3；大浪淀水庫水位11.15 m，蓄水量為0.784×108m3。本次暴雨過后，8月3日8時，白洋淀水位6.45 m，蓄水量2.15×108m3；大浪淀水庫水位11.21 m，蓄水量為0.794×108m3(大浪淀水庫平均入庫量與平均出庫量持平，蓄水量全部來自降水)。本次暴雨之后白洋淀水位增長0.04 m，蓄水量增加0.07×108m3(700×104m3)；大浪淀水庫水位增長0.06 m，蓄水量增加0.01×108m3(100×104m3)。這兩個洼淀，本次暴雨對白洋淀和大浪淀水庫蓄水量增加起了非常大的作用。

4 對淺層地下水的影響分析

根據(jù)本次暴雨降水量情況，選取孟村縣、海興縣、鹽山縣和滄州市區(qū)的具有代表性的淺層地下水站點進(jìn)行分析，分析起始時間均選自暴雨發(fā)生前的8月1日0時。

滄州市運河區(qū)大圈站8月1日0時水位2.76 m，8月4日8時水位3.38 m,水位增加0.62 m；海興縣城區(qū)站8月1日0時水位3.39 m，8月4日8時水位3.95 m,水位增加0.56 m；鹽山縣常金水廠站8月1日0時水位3.74 m，8月4日8時水位4.27 m,水位增加0.53 m；孟村縣辛店站8月1日0時水位5.44 m，8月4日8時水位6.04 m,水位增加0.60 m。

此次臺風(fēng)低壓暴雨過程對滄州市轄區(qū)內(nèi)淺層地下水影響非常大，包括市區(qū)在內(nèi)的各縣(市)，除小部分區(qū)域地下水埋深小幅度增大外，其余各淺層地下水監(jiān)測站埋深均有不同幅度減小，抬升了淺層地下水位。對于補充地下水資源量和修復(fù)地下水生態(tài)系統(tǒng)起到十分重要的作用。部分代表性站點水位變化圖見圖3。

圖3 部分代表站點8月2-4日地下水位變化過程線圖Figure 3 shows the change process diagram of underground water level from August 2 to August 4

5 市區(qū)暴雨積水分析

“8.2”臺風(fēng)低壓暴雨，滄州市主城區(qū)多數(shù)路段有不同程度的積水，經(jīng)二大街以東至東外環(huán)范圍內(nèi)，很多住宅小區(qū)和平房地帶都產(chǎn)生了不同深度的積水。主城區(qū)內(nèi)不同地段積水深度差異較大。據(jù)滄州水文水資源勘測局城市水文積水觀測信息顯示，維明路市醫(yī)院路段、水月寺華北商廈路段、光榮路水專路段、解放路清真寺路段、御河路化勘路段、署西街五中路段等積水較為嚴(yán)重，部分路段導(dǎo)致交通中斷。主城區(qū)在8月2 日17：00開始降雨，低洼路段18:00開始產(chǎn)生積水，至2日晚21:00各路段積水深度達(dá)到最大，其中2日21:00實測最大積水深度分別為：維明路市醫(yī)院路段71 cm，解放路清真寺路段52 cm，署西街五中路段51 cm，水月寺華北商廈路段36 cm，御河路化勘路段41 cm，光榮路水專路段39 cm。約23:00降雨強度顯著減小后，各積水路段開始消退，至3日4:00時，大部分路段已無積水，恢復(fù)正常；至3日11:00時，所有路段積水消退完畢，見圖4、圖5。

圖4 最大積水深度維明路市醫(yī)院路段降雨與積水深度關(guān)系圖Figure 4 depth relationship of rainfall and water in the road section of Weiminglu hospital

圖5 滄州市城區(qū)8月2-3日積水過程線Figure 5 water accumulation line in Cangzhou in August 2-3

6 結(jié) 語

滄州市2017年“8.2”臺風(fēng)低壓暴雨過程，使滄州市多數(shù)地帶地下水位抬升，間接增大了河道流量，使部分沿海入海河道產(chǎn)生了徑流。同時增加了洼淀蓄水量800×104m3，攔蓄了寶貴的水資源，這對于研究同類天氣系統(tǒng)降雨及當(dāng)?shù)叵喈?dāng)量級的降雨過程提供了科學(xué)依據(jù)。但是，本次暴雨過程給滄州市主城區(qū)以及相關(guān)縣市(市)城區(qū)帶來了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，給群眾生活帶來了很大的影響，也帶來了一定的經(jīng)濟損失。如何減少暴雨帶來的災(zāi)害和不利影響，更好實現(xiàn)雨洪資源化是擺在我們面前一項艱巨的任務(wù)。

6.1 加強雨水資源利用的力度

從本次暴雨造成的城市內(nèi)澇災(zāi)害可以看出，一方面造成內(nèi)澇災(zāi)害，雨水資源白白排泄掉，不能很好利用；另一方面由于生產(chǎn)、生活需要，要引蓄長江水、黃河水等跨流域長距離調(diào)水。因此，雨水資源利用是變害為利，既可實現(xiàn)節(jié)約保護(hù)水資源又可實現(xiàn)減輕城區(qū)排水系統(tǒng)壓力，減輕內(nèi)澇災(zāi)害和改善生態(tài)環(huán)境等。市、縣相關(guān)部門應(yīng)加大資金投入，并制定相應(yīng)政策，保護(hù)、鼓勵、支持各開發(fā)單位在新建、改建和擴建工程以及居民住宅小區(qū)的同時積極開展雨水資源利用，變廢為寶，實現(xiàn)雨水資源化。

6.2 增加城區(qū)調(diào)蓄空間

在舊城改造和新城開發(fā)中，必須適當(dāng)控制建筑密度，強化城區(qū)園林管理，保護(hù)原有市區(qū)綠地，減少蓄水坑塘的填沒。一方面綠化既能美化環(huán)境，又能有效地調(diào)節(jié)徑流量和減少雨水初期污染；另一方面蓄水坑塘可以存儲雨水產(chǎn)生的徑流，對于減緩市政管網(wǎng)排水壓力方面發(fā)揮著重要作用。

6.3 增強防災(zāi)抗災(zāi)意識

近年來，因暴雨造成內(nèi)澇的情況不斷發(fā)生，應(yīng)引起人們的高度重視，這就要求相關(guān)人員和廣大人民群眾增強城區(qū)防洪排澇減災(zāi)意識。因為人們對城區(qū)“內(nèi)澇”考慮較少，城市一旦發(fā)生極端天氣，相對于其他洪水災(zāi)害，內(nèi)澇造成的損失實際上更大，要充分認(rèn)識內(nèi)澇災(zāi)害的危害性。要充分利用電視臺、電臺無線廣播、公交車載顯示儀、微信公眾平臺等各種宣傳媒體和其它形式或活動廣泛開展全民減災(zāi)教育，形成一個全社會抓減災(zāi)的輿論環(huán)境，要求市民自覺遵守城市建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的有關(guān)法規(guī)，積極主動參與減災(zāi)工作。只有從意識上真正重視內(nèi)澇的嚴(yán)重性，才能從根本上解決內(nèi)澇問題。

6.4 加強城市水文專項研究

滄州市內(nèi)澇有其自身的特點，綜合分析滄州市內(nèi)澇現(xiàn)狀，水文、市政等部門牽頭，綜合運用目前較為成熟的SWMM模型和GIS技術(shù)，對主城區(qū)排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。根據(jù)歷次暴雨實雨量值、實際積水等資料，建立符合滄州特色的模型，模擬不同重現(xiàn)期設(shè)計暴雨狀況下排水管道和節(jié)點在不同時段的工作狀態(tài)，找出主要的積水點位置、積水深度、積水面積。在新建、改建和擴建城市排水管網(wǎng)的時候，可以緊密結(jié)合城市水文研究成果，可以極大減少暴雨給城市帶來的澇災(zāi)損失，而且更具科學(xué)性和針對性。