陜北暴雨洪水特點(diǎn)分析及水旱災(zāi)害防御信息化工作啟示

張淑嬋，董華梅，史穎娟

(1.陜西省水利信息宣傳教育中心，陜西西安710004；2.陜西水環(huán)境工程勘測設(shè)計(jì)研究院，陜西西安710018)

1 引言

受副熱帶高壓外圍暖濕氣流和弱冷空氣共同影響，2017年7月24日開始陜北北部出現(xiàn)了一次大范圍強(qiáng)降雨過程，其中25日20時(shí)～26日8時(shí)，無定河流域子洲、綏德、米脂一帶發(fā)生特大暴雨，無定河累積面平均降雨量102.7 mm，暴雨中心12 h降雨量無定河干流趙家砭站257.7 mm、支流大理河水地灣站236.6 mm，12 h降雨量大于140 mm區(qū)域面積約2300 km2。受暴雨影響，大理河、無定河中下游及黃河小北干流出現(xiàn)超警戒洪峰，其中無定河白家川站及大理河青陽岔、綏德站出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水，部分河段洪水重現(xiàn)期超百年一遇，黃河干流出現(xiàn)1號(hào)洪峰，龍門站出現(xiàn)6010 m3/s的超警戒洪峰。

2 暴雨概況及特點(diǎn)

2.1 暴雨概況

2017年7月無定河流域降雨始于24日8時(shí)，結(jié)束于29日8時(shí)，共歷時(shí)5 d，強(qiáng)降雨集中在25日20時(shí)至26日8時(shí)。其中無定河上游降雨量60 mm～140 mm，魚河堡至崔家灣中游段降雨90 mm～300 mm，崔家灣至河口下游段降雨70 mm～140 mm。最大點(diǎn)雨量依次為：296.5 mm(綏德縣趙家砭站)，260.8 mm(子洲縣馬蹄溝)，248.8 mm(子洲縣李家河站)。

2.2 暴雨特點(diǎn)

整個(gè)降雨過程降雨均分布在無定河流域，降雨在50 mm以上的籠罩面積占無定河流域(陜西省內(nèi))面積的93%，降雨在100 mm以上的籠罩面積占44.0%，降雨在200 mm以上的降雨籠罩面積占4.6%。具有量級大、降雨落區(qū)集中和雨強(qiáng)高等特點(diǎn)。降雨落區(qū)基本與流域范圍一致，籠罩流域大部分面積，短歷時(shí)降雨集中。暴雨中心最大6 h、12 h降雨量重現(xiàn)期均達(dá)到或超100 a一遇，列歷史實(shí)測系列前三位。與歷史同期比較，面雨量、籠罩面積、點(diǎn)最大雨量、6 h、12 h、24 h降雨量等均為歷史最大值。

3 洪水概況及特點(diǎn)

受暴雨影響，無定河干支流出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水，部分河段洪水重現(xiàn)期超100a一遇。

3.1 無定河干流

受暴雨影響，無定河中游丁家溝站出現(xiàn)1978年以來發(fā)生的最大洪水，流量自26日0時(shí)30分～4時(shí)48分由64.3 m3/s漲至1600 m3/s(警戒流量2000 m3/s)，9時(shí)18分再次出現(xiàn)洪峰，洪峰流量1210 m3/s；干流洪水向下游演進(jìn)與支流洪水于大理河綏德站疊加，26日10時(shí)12分出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水4500 m3/s(警戒流量3000 m3/s)。

3.2 支流大理河

受暴雨影響，干流青陽岔站25日20時(shí)至22時(shí)36分流量由0.45 m3/s漲至405 m3/s，隨后回落，26日2時(shí)至4時(shí)再次出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水，流量由352 m3/s漲至1840 m3/s(警戒500 m3/s)；洪水向下游演進(jìn)與支流小理河洪水沿程疊加，再有區(qū)間降雨產(chǎn)流持續(xù)匯入，故干流綏德站出現(xiàn)超保洪峰流量，系歷史實(shí)測最大洪水，此次過程自26日0時(shí)～5時(shí)05分流量由3.46 m3/s漲至3160 m3/s(保證流量1350 m3/s)。

3.3 黃河干流

受上游干支流洪水及區(qū)間降雨等因素共同影響，黃河干流吳堡站26日6時(shí)至8時(shí)12分，流量自1600 m3/s漲至3560 m3/s；支流三川河后大成站26日4時(shí)18分至7時(shí)54分，流量自61 m3/s漲至1020 m3/s，隨后回落，26日9時(shí)54分洪水復(fù)漲，26日11時(shí)30分出現(xiàn)1100 m3/s的洪峰流量；支流無定河白家川站26日4時(shí)42分至10時(shí)12分，流量自50 m3/s漲～4500 m3/s(警戒3000 m3/s)；吳堡站洪峰與三川河后大成站及無定河白家川站洪水疊加，龍門站于26日15時(shí)30分～27日1時(shí)06分，流量自695 m3/s漲至6010 m3/s(警戒5000 m3/s)；龍門站洪峰向下游演進(jìn)過程中逐漸衰減，潼關(guān)站于27日13時(shí)30分～28日7時(shí)，流量自300 m3/s漲至3230 m3/s。

3.4 洪水特點(diǎn)

無定河干支流出現(xiàn)歷史實(shí)測最大洪水，部分河段洪水重現(xiàn)期超100 a一遇；漲水歷時(shí)5h，與“71.7”“77.8”洪水相比產(chǎn)匯流明顯變快；吳堡站洪量以及支流無定河白家川站洪量分別占龍門站洪量的55.8%、31.9%。故此次暴雨洪水具有量級大、產(chǎn)匯流快及影響黃河干流等特點(diǎn)。

4 洪水應(yīng)對與思考

4.1 陜北長期干旱缺水，突降大量級暴雨原因

榆林市位于陜西北部，地貌形態(tài)復(fù)雜，屬于干旱、半干旱大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫9.3℃左右，多年平均降雨量405 mm，降水由西北向東南遞增，主要集中在7、8、9三個(gè)月，約占全年降水量的60%～70%。降雨地域分布不均，風(fēng)沙區(qū)一般在325 mm～425 mm之間，丘陵區(qū)一般在400 mm～500 mm之間。氣候干燥，蒸發(fā)量大，降水量少且分布不均，水分條件差，“十年九旱”成為榆林市最為顯著的自然特征。全市水資源總量32.29億m3，水資源分布不均，加之近年來受全球氣候變暖影響，頻繁出現(xiàn)春旱、冬春連旱、夏旱等極端天氣，干旱缺水一直是制約榆林經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最為突出的自然災(zāi)害。

在榆林市“17·7”暴雨洪災(zāi)前，這個(gè)區(qū)域發(fā)生了持續(xù)高溫和嚴(yán)重夏伏旱，7月7日～14日，榆林市出現(xiàn)持續(xù)8 d以上的高溫天氣，大部分縣區(qū)最高氣溫超過37.0℃，吳堡、子洲、米脂3縣區(qū)最高氣溫超過40℃，是該市自1951年建站以來范圍最大、持續(xù)時(shí)間最長的極端高溫天氣。持續(xù)高溫、降水稀少，造成無定河流量急劇減少，綏德丁家溝段流量不足2 m3/s，部分河段出現(xiàn)斷流情況，米脂縣城取水廊道井出水量銳減，已嚴(yán)重影響到沿線群眾正常生活。7月12日，榆林市召開專題會(huì)議研究部署王圪堵水庫調(diào)水，解決了下游榆陽、橫山、米脂、綏德缺水4縣區(qū)群眾生活生產(chǎn)用水。通過一系列氣象資料分析，形成本次暴雨的主要原因是：全省進(jìn)入主汛期后，隨著副高向北梯級移動(dòng)，黃河流域部分地區(qū)可能出現(xiàn)集中強(qiáng)降雨，陜北局地暴雨偏多偏強(qiáng)。榆林市地處副高控制的中心區(qū)域，加之年內(nèi)降雨分布不均是造成汛前干旱和汛期暴雨的主要原因。

通過對歷史資料分析，榆林地區(qū)近年來的降雨總體呈現(xiàn)出“降水總量少、降水年內(nèi)分布不均、降水有效性差”的特點(diǎn)；進(jìn)入汛期后氣候主要呈現(xiàn)出“旱澇相間，旱澇并存”的特點(diǎn)；遭遇旱情時(shí)旱區(qū)群眾惜水如命，遭遇洪災(zāi)時(shí)群眾怕水躲水。該區(qū)域年降水量主要集中在7月份或者8月份，且多以暴雨形成出現(xiàn)，強(qiáng)度大，歷時(shí)短，致災(zāi)性強(qiáng)，幾場大雨就能下完全年的雨量。如2012年7月14日～15日、7月20日～21日、7月26日～7月28日三次強(qiáng)降雨，都由于歷時(shí)短、強(qiáng)度強(qiáng)、頻次高，過程最大降水量出現(xiàn)在佳縣白云山為234.8 mm，造成了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭遇多年罕見的強(qiáng)降雨。2013年7月全市20站降水量達(dá)到300 mm以上，69站在200 mm～300 mm之間，87站在100 mm～200 mm之間，最大降水量綏德韭園站343.3 mm。

4.2 陜北暴雨洪水防御工作思考

陜北特大暴雨洪水，極易造成嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，水、電、路、氣、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施往往也會(huì)遭受嚴(yán)重?fù)p毀。在經(jīng)歷數(shù)次陜北暴雨洪災(zāi)之后，我們需要痛定思痛，認(rèn)真總結(jié)剖析下一步該如何更有針對性的部署防御工作。像無定河流域17年7月發(fā)生的特大暴雨洪水，發(fā)生在致災(zāi)致死率極大的凌晨時(shí)段，綏德城區(qū)段5 h內(nèi)流量暴漲1000倍，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失不可避免，但如何更高效地組織危險(xiǎn)區(qū)群眾撤離，進(jìn)一步減小可能造成的人員傷亡，這還需要進(jìn)一步改進(jìn)防御措施，完善應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。不單純是依靠數(shù)名水文工作人員的測報(bào)和部分水利人的值守，更多的是要建立完善的信息化預(yù)警體系和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，在持續(xù)的研究暴雨洪災(zāi)規(guī)律的同時(shí)，為傳統(tǒng)水旱災(zāi)害防御工作存在的不足補(bǔ)齊短板，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，搭建更加便捷高效的水旱災(zāi)害防御信息化綜合處理平臺(tái)，將預(yù)警終端下延至每位人民群眾的移動(dòng)設(shè)備中，為動(dòng)輒上萬名群眾的緊急撤離工作贏得時(shí)間。確保危險(xiǎn)區(qū)人員有時(shí)間準(zhǔn)備撤離、知道撤離時(shí)間、撤離路線。

5 啟示與建議

5.1 對水旱災(zāi)害防御信息化建設(shè)工作的啟示

機(jī)構(gòu)改革以來，推進(jìn)水旱災(zāi)害防御系統(tǒng)信息化進(jìn)程，建立高效完善的信息化工作平臺(tái)，進(jìn)一步完善水利搶險(xiǎn)隊(duì)伍配置和洪水資源空間均衡化工作，完善氣象、水文部門負(fù)責(zé)人主汛期聯(lián)署辦公會(huì)商機(jī)制，加強(qiáng)對局地短歷時(shí)、高強(qiáng)度暴雨及中小河流洪水、山洪災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)報(bào)。在重點(diǎn)做好大范圍強(qiáng)降雨防范工作的同時(shí)，必須重點(diǎn)關(guān)注山丘區(qū)突發(fā)性短歷時(shí)暴雨泥石流災(zāi)害防御及中小河流洪水災(zāi)害的防范工作。要把水旱災(zāi)害防御形勢預(yù)估得更嚴(yán)峻些，把致災(zāi)因素考慮得更完善些，把防御演練工作做得更扎實(shí)些，確保時(shí)刻做好防范的應(yīng)對準(zhǔn)備，做到預(yù)警及時(shí)、撤離果斷，嚴(yán)格警戒，發(fā)生汛情第一時(shí)間組織危險(xiǎn)區(qū)群眾撤離避險(xiǎn)，確保人員生命安全，確保萬無一失。

5.2 水旱災(zāi)害防御工作的建議

5.2.1 強(qiáng)化責(zé)任體系

把防治水災(zāi)害作為各級黨政領(lǐng)導(dǎo)的重中之重，把人的生命安全放在防抗災(zāi)害的最高位置，發(fā)揮已建成山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的作用，強(qiáng)化責(zé)任體系，督促各級各類防汛責(zé)任人認(rèn)真履職，確保預(yù)警信息發(fā)送到人。切實(shí)解決好預(yù)警信息“最后一公里”的問題，真正做到“早預(yù)警、早撤離、早安置”。

5.2.2 加大宣傳，增強(qiáng)干群防災(zāi)意識(shí)

陜北干旱、半干旱地區(qū)多年沒有遭受大的暴雨洪水災(zāi)害，少數(shù)干部群眾思想麻痹僥幸，搶險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)不足，避險(xiǎn)自救能力差。必須加大防汛宣傳教育，特別是防汛預(yù)案、防汛避險(xiǎn)和自救常識(shí)的宣傳教育，不斷增強(qiáng)防汛責(zé)任意識(shí)、應(yīng)急避險(xiǎn)能力。通過廣播、電視、報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體平臺(tái)廣泛傳播防汛避險(xiǎn)知識(shí)，并充分利用好公眾號(hào)、短視頻等各類自媒體平臺(tái)，提高群眾防汛避險(xiǎn)意識(shí)和自救互救能力。

5.2.3 推進(jìn)補(bǔ)短板工程建設(shè)

建立完善的全省水文勘測測量體系，形成省級水旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查評估成果數(shù)據(jù)庫。二是亟待引進(jìn)新技術(shù)新設(shè)備，提升水文監(jiān)測能力、水文測驗(yàn)手段。在全省范圍內(nèi)對中小河流水文站、水文監(jiān)測站點(diǎn)進(jìn)行提升改造，新建中小河流水文預(yù)警監(jiān)測站；建設(shè)小型水庫入庫、出庫監(jiān)測預(yù)警站；提升現(xiàn)有水文監(jiān)測系統(tǒng)墑情站、蒸發(fā)站，全省范圍內(nèi)新建墑情站；全省布設(shè)遙感監(jiān)測系統(tǒng)；基于高分辨率雷達(dá)面雨量監(jiān)測技術(shù)，在全省雨量站點(diǎn)稀疏地區(qū)、重點(diǎn)防洪地區(qū)建設(shè)高分辨區(qū)域面雨量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)及全省暴雨中心，為短臨暴雨監(jiān)視預(yù)警提供技術(shù)支撐。加大全省水情預(yù)測預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，對全省主要江河洪水預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行升級完善。新建一套枯季徑流預(yù)報(bào)系統(tǒng)、異地?cái)?shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)。在陜北增設(shè)縣級淤地壩信息管理平臺(tái)。三是建設(shè)水旱災(zāi)害防御決策支持系統(tǒng)，對調(diào)控方案的優(yōu)化和調(diào)控系統(tǒng)的拓展，開發(fā)江河湖庫聯(lián)合調(diào)度模型、水沙聯(lián)合調(diào)度模型。完善陜西省9大流域(黃河干流、涇河、洛河、渭河、丹江、漢江、嘉陵江、無定河、窟野河)防洪調(diào)度系統(tǒng)，建立信息融合、智能預(yù)報(bào)、智慧調(diào)度、情景分析、應(yīng)急處置、效果評價(jià)一體化的智慧調(diào)度平臺(tái)和可視化推演體系?；趪曳姥纯购抵笓]系統(tǒng)二期工程抗旱業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，建設(shè)一套省級旱情監(jiān)測預(yù)警綜合平臺(tái)，12個(gè)地市級旱情監(jiān)測預(yù)警綜合平臺(tái)，完善提升陜西省抗旱物資管理信息系統(tǒng)，建成國家、省、市、縣四級一體化全覆蓋的旱情監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握旱情發(fā)生發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢。四是完善水旱災(zāi)害防御信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提升專線鏈路，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻會(huì)議系統(tǒng)，提升建設(shè)省級水利云，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)，建設(shè)覆蓋全省的陜西水利物聯(lián)網(wǎng)。