滄州2017年“8·2”暴雨與2018年“8·14”臺(tái)風(fēng)暴雨對(duì)比分析

回鳳林，哈建強(qiáng)，張進(jìn)旗

（河北省滄州水文勘測(cè)研究中心，河北 滄州 061000）

滄州市東臨渤海灣、西鄰保定市、北鄰天津市、南部鄰衡水市和山東省德州市，全境屬于北溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，春、夏、秋、冬四季分明，溫度差別很大。滄州市多年平均降水量為551 mm，約80%的降水集中在汛期（即6月1日—9月30日），其中8月是華北平原區(qū)的主汛期，也是滄州市降水最多的時(shí)期。

2017年8月2—3日，受減弱的臺(tái)風(fēng)低壓和冷空氣的共同影響，滄州市出現(xiàn)暴雨天氣過(guò)程，以下稱作“8·2”暴雨。2018年8月14—15日，受臺(tái)風(fēng)“摩羯”直接影響，滄州市出現(xiàn)暴雨天氣過(guò)程，以下稱作“8·14”暴雨，也是新中國(guó)成立以來(lái)直接影響滄州最大的一次臺(tái)風(fēng)暴雨。這2次暴雨過(guò)程雨量大，具有典型代表性，通過(guò)定量分析，能夠?yàn)榉姥?、抗旱、減災(zāi)和水資源管理等部門提供數(shù)據(jù)支撐。

1 暴雨特性對(duì)比分析

“8·2”暴雨從8月2日8時(shí)—3日8時(shí)作為統(tǒng)計(jì)時(shí)段，共計(jì)24 h。滄州市全地區(qū)平均降水量為67.2 mm，其中滄州主城區(qū)（新華區(qū)、運(yùn)河區(qū)、開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、滄縣城區(qū)）99.4 mm。

滄州全地區(qū)2017年共有雨量監(jiān)測(cè)站167個(gè)。量級(jí)達(dá)到特大暴雨、降水量大于250 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有1個(gè)，不足全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的1%；量級(jí)達(dá)到大暴雨、降水量小于250 mm且大于等于100 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有48個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的27%；量級(jí)達(dá)到暴雨、降水量小于100 mm且大于等于50 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有44個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的26%；量級(jí)達(dá)到大雨、降雨量小于50 mm且大于等于25 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有36個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的22%；降水量小于25 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有38個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的24%。

“8·2”暴雨主要降水時(shí)段為2017年8月2日14時(shí)—3日3時(shí)。2日13時(shí) 暴雨降水開 始，16時(shí) 開始雨勢(shì)逐漸增強(qiáng)，19時(shí)達(dá)到本次暴雨的頂峰；3日3時(shí)后降水強(qiáng)度顯著減小，5時(shí)基本結(jié)束。該強(qiáng)降水過(guò)程中，最大1 h降水量出現(xiàn)在渤海新區(qū)黃驊市黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月2日23時(shí)—3日0時(shí)，降水量達(dá)82.2 mm；最大3 h降水量也出現(xiàn)在黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月2日22時(shí)—3日1時(shí)，降水量達(dá)209.4 mm；最大6 h降水同樣也出現(xiàn)在黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月2日21時(shí)—3日3時(shí)，降水量達(dá)256.2 mm。該次臺(tái)風(fēng)暴雨最大點(diǎn)雨量出現(xiàn)在渤海新區(qū)黃驊市黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站，降水量為271.4 mm。降水最大點(diǎn)黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站降水過(guò)程，如圖1所示。

圖1 “8·2”暴雨渤海新區(qū)黃驊市黃驊港雨量監(jiān)測(cè)站降水過(guò)程

“8·14”暴雨主要降水時(shí)段為8月14日8時(shí)—15日8時(shí)，滄州市全地區(qū)平均降水量為90.4 mm，其中滄州主城區(qū)（新華區(qū)、運(yùn)河區(qū)、開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、滄縣城區(qū)）61.9 mm。

滄州全地區(qū)2018年共有雨量監(jiān)測(cè)站180個(gè)。量級(jí)達(dá)到特大暴雨、降水量大于250 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有9個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的5%；量級(jí)達(dá)到大暴雨、降水量小于250 mm且大于等于100 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有58個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的33%；量級(jí)達(dá)到暴雨、降水量小于100 mm且大于等于50 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有29個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的16%；量級(jí)達(dá)到大雨、降雨量小于50 mm且大于等于25 mm的雨量站有29個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的16%；降水量小于25 mm的雨量監(jiān)測(cè)站有55個(gè)，約占全地區(qū)雨量監(jiān)測(cè)站總數(shù)的30%。

該次暴雨主要受臺(tái)風(fēng)“摩羯”影響，降水集中在8月14日11時(shí)—15日2時(shí)。14日8時(shí) 暴雨降水開始，11時(shí)開始雨勢(shì)逐漸增強(qiáng)，19時(shí)達(dá)到本次暴雨的頂峰；15日2時(shí)后降水強(qiáng)度顯著減小，4時(shí)基本結(jié)束。該強(qiáng)降水過(guò)程中，最大1 h降水量出現(xiàn)在鹽山縣縣城雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月14日16—17時(shí)，降水量達(dá)100.2 mm；最大3 h降水量也出現(xiàn)在鹽山縣縣城雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月14日14—17時(shí)，降水量達(dá)166.0 mm；最大6 h降水量同樣出現(xiàn)在鹽山縣縣城雨量監(jiān)測(cè)站，發(fā)生時(shí)段為8月14日14—20時(shí)，降水量達(dá)281.2 mm。由此可以看出，鹽山縣縣城雨量監(jiān)測(cè)站為臺(tái)風(fēng)“摩羯”強(qiáng)降水出現(xiàn)的最大點(diǎn)雨量，降水量達(dá)344.6 mm。降雨最大點(diǎn)鹽山縣縣城雨量監(jiān)測(cè)站降水過(guò)程，如圖2所示?！?·2”暴雨與“8·14”暴雨降水情況對(duì)比，詳見表1。

圖2 “8·14”暴雨鹽山縣縣城站降水過(guò)程

表1 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨2場(chǎng)暴雨情況對(duì)比

2 河道過(guò)水情況和洼淀蓄水對(duì)比分析

2.1 河道過(guò)水情況對(duì)比分析

2017年“8·2”暴雨發(fā)生后，對(duì)滄州地區(qū)運(yùn)東所有河道及時(shí)進(jìn)行了查勘和巡測(cè)，經(jīng)過(guò)查勘和巡測(cè)共有6條河道產(chǎn)流過(guò)水。通過(guò)巡測(cè)數(shù)據(jù)可知，6條過(guò)水河道中，曹莊子監(jiān)測(cè)站（大浪淀排水渠）8月4日9時(shí)達(dá)到最大流量14.9 m3/s，南大港監(jiān)測(cè)站（廖家洼排干）8月4日9時(shí)達(dá)到最大流量11.9 m3/s，許官監(jiān)測(cè)站（六十六排干）8月3日9時(shí)達(dá)到最大流量8.29 m3/s，八里莊監(jiān)測(cè)站（黃南排干）8月4日9時(shí)達(dá)到最大流量4.00 m3/s，孔莊子監(jiān)測(cè)站（南大港水庫(kù)引水渠）8月3日9時(shí)達(dá)到最大流量3.47 m3/s，乾港監(jiān)測(cè)站（老石碑河）8月3日9時(shí)達(dá)到最大流量2.89 m3/s。

2018年“8·14”暴雨過(guò)后，也對(duì)滄州地區(qū)運(yùn)東所有河道及時(shí)進(jìn)行了查勘和巡測(cè)，經(jīng)過(guò)查勘和巡測(cè)共有10條河道產(chǎn)流過(guò)水，與2017年“8·2”暴雨相比，流量有了較大的增長(zhǎng)，比較明顯的有：新立莊監(jiān)測(cè)站（宣惠河）流量達(dá)136 m3/s，曹莊子監(jiān)測(cè)站（大浪淀排水渠）流量達(dá)110 m3/s。從以上2個(gè)運(yùn)東地區(qū)典型河道產(chǎn)生徑流增幅說(shuō)明了“8·14”暴雨強(qiáng)度大、歷時(shí)長(zhǎng)、匯流時(shí)間顯著縮短，這使得徑流流入河道時(shí)間大大縮短，河道流量出現(xiàn)了顯著增大。2次暴雨后河道流量對(duì)比，詳見表2。

表2 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨后河道過(guò)水情況對(duì)比m3/s

2.2 洼淀蓄水對(duì)比分析

2017年“8·2”暴雨之前，8月2日8時(shí)相關(guān)部門觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，白洋淀（十方院）水位（黃海高程，下同）6.41 m，相應(yīng)蓄水量2.080億m3；大浪淀水庫(kù)水位11.15 m，相應(yīng)蓄水量0.784億m3。本次臺(tái)風(fēng)暴雨過(guò)后，8月3日8時(shí)相關(guān)部門觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，白洋淀（十方院）水位6.45 m，相應(yīng)蓄水量2.147億m3；大浪淀水庫(kù)水位11.21 m，相應(yīng)蓄水量0.794億m3。暴雨之后，白洋淀（十方院）水位增長(zhǎng)0.04 m，蓄水量增加0.067億m3，南支和北支入淀9條河道中只有潴龍河和府河2條河流有較小的流量，扣除河道入淀水量后，“8·2”暴雨使得白洋淀蓄水量?jī)粼黾?.064億m3；大浪淀水庫(kù)水位增長(zhǎng)0.06 m，蓄水量增加0.010億m3（大浪淀水庫(kù)平均入庫(kù)量與平均出庫(kù)量持平，蓄水增量全部來(lái)自降水）。

2018年“8·14”暴雨之前，8月14日8時(shí)相關(guān)部門觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，白洋淀（十方院）水位6.95 m，相應(yīng)蓄水量3.263億m3；大浪淀水庫(kù)水位11.69 m，相應(yīng)蓄水量0.868億m3。本次臺(tái)風(fēng)暴雨過(guò)后，8月15日8時(shí)相關(guān)部門觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，白洋淀（十方院）水位7.01 m，相應(yīng)蓄水量3.411億m3；大浪淀水庫(kù)水位11.79 m，相應(yīng)蓄水量0.889億m3。暴雨之后，白洋淀（十方院）水位增長(zhǎng)0.06 m，蓄水量增加0.148億m3，南支和北支入淀9條河道中只有白溝引河、府河、清水河、潴龍河4條河流有較小的流量，扣除這些河道入淀水量后，“8·14”暴雨使得白洋淀蓄水量?jī)粼黾?.098億m3；大浪淀水庫(kù)水位增長(zhǎng)0.10 m，蓄水量增加0.014億m3（大浪淀水庫(kù)引水入庫(kù)量為0.007億m3，降水量為相應(yīng)蓄水量與引水量差值）。

從以上可以得出，此2場(chǎng)暴雨對(duì)2個(gè)洼淀蓄水量增加都起到了比較大的作用?！?·2”暴雨在大浪淀、白洋淀共蓄水約740萬(wàn)m3，“8·14”暴雨在大浪淀、白洋淀共蓄水約1 120萬(wàn)m3，洼淀蓄水情況對(duì)比詳見表3。

表3 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨后洼淀蓄水情況對(duì)比

3 地下水影響對(duì)比分析

2017年“8·2”暴雨和2018年“8·14”暴雨都使得滄州地區(qū)大部分區(qū)域淺層地下水埋深減小，淺層地下水位都得到了較為明顯的抬升。根據(jù)滄州水文水資源勘測(cè)局淺層地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)計(jì)算，2017年8月底與7月底比較，滄州全地區(qū)平均淺層地下水埋深減小了1.12 m，特別是“8·2”暴雨過(guò)后，淺層地下水埋深減小較為明顯。各縣（市）地下水埋深減幅不一，其中孟村縣平均淺層地下水埋深減幅最大達(dá)到2.02 m，其次是南皮縣平均淺層地下水埋深減幅為1.90 m。2018年8月底與7月底比較，滄州全地區(qū)平均淺層地下水埋深減小了0.67 m，特別是“8·14”暴雨過(guò)后，淺層地下水埋深減小也較為明顯。滄州各縣（市）地下水埋深減幅不一，其中孟村縣平均淺層地下水埋深減幅最大達(dá)到2.07 m，其次是海興縣平均淺層地下水埋深減幅為1.81 m。2017、2018年部分縣（市）淺層地下水平均埋深，如圖3所示。

圖3 部分縣（市）淺層地下水平均埋深

由圖3可以看出，2017年7—8月以及2018年7—8月，由于受到2017年“8·2”暴雨和2018年“8·14”暴雨影響，大部分縣（市）淺層地下水平均埋深都不同程度地減小。而且，2018年7月淺層地下水平均埋深整體上都比2017年7月小，在經(jīng)歷了“8·14”暴雨后，2018年8月淺層地下水平均埋深比2017年8月更是顯著減小。從做的斜率直線可以看出，“8·2”暴雨和“8·14”暴雨使淺層地下水埋深下降的速度基本相當(dāng)。

4 土壤墑情影響對(duì)比分析

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，土壤相對(duì)濕度＞60%為無(wú)旱（或稱為正常），50%＜土壤相對(duì)濕度≤60%為輕度干旱，40%＜土壤相對(duì)濕度≤50%為中度干旱，30%＜土壤相對(duì)濕度≤40%為重度干旱，土壤相對(duì)濕度≤30%為特別重度干旱。

相關(guān)部門土壤墑情監(jiān)測(cè)站網(wǎng)信息顯示，“8·2”暴雨發(fā)生前，2017年7月21日對(duì)全滄州區(qū)域34處旱地地塊（不進(jìn)行灌溉的地塊，下同）進(jìn)行了土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)果為：所有監(jiān)測(cè)地塊中有5處重度干旱，6處中度干旱，12處輕度干旱，11處正常，干土層厚度為0～5 cm，旱情發(fā)生率為67.6%。“8·2”暴雨發(fā)生后，2017年8月11日對(duì)全滄州區(qū)域34處旱地地塊又進(jìn)行了土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)果為：所有監(jiān)測(cè)地塊中有0處重度干旱，4處中度干旱，1處輕度干旱，29處正常，干土層厚度均為0～2 cm，旱情發(fā)生率為14.7%。

同樣，“8·14”暴雨發(fā)生前，2018年8月11日對(duì)全滄州區(qū)域34處旱地作物進(jìn)行了土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)果為：所有監(jiān)測(cè)地塊中有1處重度干旱，2處中度干旱，7處輕度干旱，24處正常，干土層厚度均為0～4 cm，旱情發(fā)生率為29.4%?！?·14”暴雨發(fā)生后，2018年8月21日對(duì)全滄州區(qū)域34處旱地地塊又進(jìn)行了土壤墑情實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，結(jié)果為：所有監(jiān)測(cè)地塊中有0處重度干旱，2處中度干旱，1處輕度干旱，31處正常，干土層厚度均為0～3 cm，旱情發(fā)生率為8.9%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，2場(chǎng)暴雨過(guò)程都使得滄州區(qū)域內(nèi)土壤墑情得到了增加?！?·14”暴雨過(guò)后，旱情發(fā)生率從發(fā)生前的29.4%下降為8.9%，土壤墑情得到了較為明顯的緩解?！?·2”暴雨前比“8·14”暴雨前旱地作物旱情發(fā)生率較高，故“8·2”暴雨發(fā)生后土壤含水率變化更多，旱情發(fā)生率從67.6%下降為14.7%，區(qū)域內(nèi)土壤墑情顯著增加，旱情得到了很大程度的緩解。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）“8·2”暴雨主要降水歷時(shí)比“8·14”暴雨短，前者主要?dú)v時(shí)約為14 h，后者約為16 h。

（2）“8·2”暴雨降水強(qiáng)度比“8·14”暴雨稍大一些，但是最大1 h降水量后者大于前者。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，前者時(shí)雨量≥25 mm的有147站次，時(shí)雨量≥50 mm的有35站次，最大1 h降水量為82.2 mm；后者時(shí)雨量≥25 mm的有143站次，時(shí)雨量≥50 mm的有24站次，最大1 h降水量為100.2 mm。

（3）“8·2”暴雨日降水總量比“8·14”暴雨小。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，前者日降水總量為67.2 mm，而后者日降水總量為90.4 mm；后者約為前者的1.4倍。

（4）“8·2”暴雨對(duì)主城區(qū)降水影響比“8·14”暴雨大。前者24 h滄州主城區(qū)（新華區(qū)、運(yùn)河區(qū)、開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、滄縣城區(qū)）降水量為99.4 mm，而后者24 h滄州主城區(qū)（新華區(qū)、運(yùn)河區(qū)、開發(fā)區(qū)、高新區(qū)、滄縣城區(qū)）降水量為61.9 mm。由此可知，前者對(duì)于城市防洪除澇影響更為顯著。

（5）“8·14”暴雨比“8·2”暴雨產(chǎn)生徑流的河道多，而且流量也顯著增大。前者由于局部地區(qū)降雨強(qiáng)度很大，匯流時(shí)間顯著縮短，使徑流流入河道時(shí)間大大縮短，徑流以較短的時(shí)間匯入河道，使10條滄州運(yùn)東河道均產(chǎn)生地表徑流，而后者僅使6條河道產(chǎn)生徑流；且從河道產(chǎn)生的最大流量比較，前者約為后者的9倍。

（6）“8·2”暴雨和“8·14”暴雨都使滄州全區(qū)尤其是東南部各縣（市）淺層地下水平均埋深減??；通過(guò)做斜率線可以看出，兩者使淺層地下水埋深下降的速度基本相當(dāng)。

（7）“8·2”暴雨和“8·14”暴雨都使滄州區(qū)域旱情發(fā)生率得到了不同程度的降低，由于前者發(fā)生前旱情發(fā)生率偏高，故發(fā)生后土壤墑情顯著增加，旱情發(fā)生率變化比后者大。