三河市2021年“7·11”暴雨洪水分析

艾長江

(河北省廊坊水文勘測研究中心，河北 廊坊 065000)

2021年7月11日晚，華北地區(qū)迎來了一場典型的短歷時(shí)、大范圍、高強(qiáng)度暴雨，該暴雨洪水是華北地區(qū)今年入汛以來發(fā)生的第一次大暴雨洪水過程。本文以三河市為例，依據(jù)三河市及上游影響區(qū)域雨量和水文站站網(wǎng)對(duì)本次“7·11”暴雨洪水過程采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史、長系列等資料，分析這次暴雨的成因、雨量、時(shí)空分布及洪水過程等，為防汛減災(zāi)、洪水預(yù)報(bào)提供借鑒。

三河市地處東經(jīng)116°46’到117°16’、北緯39°48’到40°05’。東面和天津市薊州區(qū)、寶坻區(qū)為鄰，北面與北京市平谷區(qū)交界，西面與北京市順義區(qū)、通州區(qū)接壤，南面與大廠縣、香河縣毗鄰。是燕山余脈前的沖積平原，整體地勢(shì)北高南低，三河市以平原區(qū)為主，洼地主要分布于東南部引泃入潮與鮑邱河、潮白河兩岸，低山丘陵主要分布于東北部蔣福山地區(qū)[1]。淺水層開采深度100 m左右，深水層開采深度260～300 m，水質(zhì)純凈，無污染，年平采量1 427萬 m3。氣候上屬于典型的暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫11.1℃，多年平均降水量617.4 mm。下轄10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、6個(gè)街道辦事處、3個(gè)工業(yè)園區(qū)，面積634 km2，2020年末戶籍人口為754 889人。

1 河流水系

三河市主要行洪河道包括潮白河、泃河、鮑邱河等，小型直流有尹家溝、紅娘港、鵏池河等，屬于海河流域。

潮白河：源頭位于燕山山脈，貫穿河北省、北京市、天津市三省市，是北京市與三河市界河。潮白河在三河境內(nèi)長度20.2 km。1981年后至今，三河市潮白河段歷年基本處于河干狀態(tài)。

泃河：源頭位于承德市興隆縣青灰?guī)X附近，出了興隆縣依次流經(jīng)平谷區(qū)、三河市、薊州區(qū)，于薊州張古莊村流入州河。泃河長度206 km，流域面積2 276 km2，三河市境內(nèi)河長51.2 km，屬常年過水河流。建國以來，河道未進(jìn)行過整治，河床上樹木叢生，阻水嚴(yán)重，洪澇災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。上世紀(jì)90年代之前，泃河水量豐富，是三河地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉的重要水源。上世紀(jì)90年代后至今，上游水利工程的修建使得泃河水量驟減，已難以滿足農(nóng)業(yè)澆灌的需要。后期對(duì)泃河劉白塔段以下進(jìn)行了二十年一遇標(biāo)準(zhǔn)的筑堤疏通開挖治理，并開挖了引泃入潮，洪水控泄能力達(dá)到1 330 m3/s[1]。

鮑邱河：源頭位于北京順義區(qū)李遂鎮(zhèn)井上村，屬季節(jié)性排瀝河流。流經(jīng)三河、大廠、香河及寶坻，在寶坻區(qū)西四莊村北部匯入泃河。鮑丘河總長52.8 km，流域面積522.8 km2，在三河市長度29.8 km，境內(nèi)流域面積260.7 km2。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)十年一遇，設(shè)計(jì)行洪流量為270 m3/s[2]。

2 暴雨分析

2.1 暴雨成因

此次大暴雨主要受東移發(fā)展的低渦和強(qiáng)盛低空急流共同影響，具備產(chǎn)生強(qiáng)降水天氣的充沛水汽和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)條件。同時(shí)由于其東側(cè)的副熱帶高壓阻擋，導(dǎo)致降水系統(tǒng)移動(dòng)緩慢，有利于降水持續(xù)，導(dǎo)致累計(jì)降水量增大。此外，本次氣象過程的大氣不穩(wěn)定能量高，風(fēng)場垂直切變大，極易形成強(qiáng)對(duì)流天氣。因此，這次天氣過程主要以短時(shí)強(qiáng)降水為主。

2.2 暴雨時(shí)間分布

本次降雨過程降雨歷時(shí)長、降水總量大。降雨從7月12日1時(shí)開始，三河市境內(nèi)陸續(xù)降落小雨，至12日3時(shí)，降雨強(qiáng)度增大，全市范圍開始了強(qiáng)降雨，最大小時(shí)雨強(qiáng)普遍達(dá)到20 mm/h以上，部分地區(qū)超過30 mm/h。強(qiáng)降雨持續(xù)到12日23時(shí)，此后大部分地區(qū)降雨強(qiáng)度逐漸減小，直至雨停。13日3時(shí)部分地區(qū)又陸續(xù)降小雨，局部地區(qū)有強(qiáng)降雨，至13日20時(shí)，全市降雨基本結(jié)束。綜合分析此次降雨過程，全市平均降雨量為145.2 mm，降雨歷時(shí)約近44 h，最大點(diǎn)降雨量為224.4 mm(三河市賈官營站)。我們以賈官營站為例做出降雨時(shí)段分布圖，見圖1。

2.3 暴雨空間分布

本次降雨空間分布不均。根據(jù)廊坊水文中心布設(shè)的降雨監(jiān)測點(diǎn)，三河市西北部賈官營站總降雨量最大，最大小時(shí)降雨量67.6 mm，最大6 h降雨量110.6 mm，最大24小時(shí)降雨量167.2 mm，總降雨量224.4 mm。從空間分布上分析降雨過程，西北部的燕郊鎮(zhèn)、高樓鎮(zhèn)、李旗莊鎮(zhèn)、齊心莊鎮(zhèn)降雨量大致在160～220 mm；中部的泃陽鎮(zhèn)、楊莊鎮(zhèn)、黃土莊鎮(zhèn)及東北部的段甲嶺鎮(zhèn)降雨量大致在120～160 mm；東南部的新集鎮(zhèn)、皇莊鎮(zhèn)降雨量大致在90～150 mm。本次降雨過程趨勢(shì)大致為從三河市東南部向西北部逐漸增大[1]。三河市10個(gè)雨量站點(diǎn)“7·11”場次降雨量見圖2。

2.4 暴雨特點(diǎn)

經(jīng)分析，此次暴雨的特點(diǎn)是：歷時(shí)短、雨強(qiáng)大、范圍廣。本次降雨過程覆蓋三河市全境，降雨歷時(shí)接近44小時(shí)，根據(jù)各雨量站點(diǎn)時(shí)段降雨過程，主體暴雨僅5～6 h左右，主體暴雨量占總雨量的68.51%～84.31%。降雨強(qiáng)度大，本次降雨6個(gè)站點(diǎn)共9次小時(shí)雨量超30 mm，包括軍下51.6 mm和30.0 mm、賈官營67.6 mm和36.0 mm、皇莊30.6 mm，齊心莊33.2 mm、燕郊44.4 mm、楊各莊57.8 mm和33.4 mm。表1為三河市各雨量站點(diǎn)暴雨信息統(tǒng)計(jì)表。

圖2 三河市各雨量站點(diǎn)總降雨分布圖

表1 三河市各雨量站點(diǎn)暴雨信息統(tǒng)計(jì)表

2.5 上游雨情

本次降雨過程泃河、鮑丘河主要上游北京平谷區(qū)普降暴雨及大暴雨，局部地區(qū)出現(xiàn)特大暴雨，最大暴雨量出現(xiàn)在峪口站，24小時(shí)降雨量139 mm。7月11日8時(shí)-12日8時(shí)，平谷區(qū)平均降雨量45 mm，最大點(diǎn)降雨量55 mm(平谷區(qū)平谷站)。7月12日8時(shí)-13日8時(shí)，平谷區(qū)平均降雨量77 mm，最大點(diǎn)降雨量139 mm(平谷區(qū)峪口站)。7月13日8時(shí)-14日8時(shí)，平谷區(qū)平均降雨量16 mm，最大點(diǎn)降雨量40 mm(平谷區(qū)黃松峪庫站)。圖3為平谷區(qū)各雨量站點(diǎn)總降雨量分布圖。

3 洪水分析

3.1 洪水過程

受三河市及上游北京市強(qiáng)降雨的影響，三河市境內(nèi)泃河、鮑邱河出現(xiàn)明顯漲水過程，上游多座中小型水庫接近汛限水位提閘泄水，三河站、西羅村站水位持續(xù)上漲，防汛形勢(shì)異常嚴(yán)峻。三河站和西羅村站分別是泃河干流、鮑丘河干流的主控制站，本次河道洪水分析以兩處水文站監(jiān)測斷面實(shí)測流量過程進(jìn)行。根據(jù)監(jiān)測資料， 泃河三河水文站監(jiān)測斷面從7月13日0時(shí)50分開始漲水，水位10.85 m，流量39.4 m3/s，至13日14時(shí)52分出現(xiàn)最大洪峰流量為107 m3/s，水位11.89 m，產(chǎn)生洪水總量1 072萬 m3。泃河三河水文站“7·11”洪水水位流量過程見圖4。

圖3 平谷區(qū)各雨量站點(diǎn)總降雨量分布圖

鮑邱河西羅村站監(jiān)測斷面從7月12日8時(shí)開始漲水，水位5.29 m，流量9.90 m3/s，至13日8時(shí)達(dá)到洪峰流量為85.0 m3/s，水位7.08 m，產(chǎn)生洪水總量為933萬 m3。受下游頂托影響，西羅村站斷面流量在水位漲到最高后較之前有所減小，未成峰值。鮑邱河西羅村水文站“7·11”洪水水位流量過程見圖5。

圖4 泃河三河水文站“7·11”洪水水位流量過程線圖

圖5 鮑丘河西羅村水文站“7·11”洪水水位流量過程線圖

3.2 與“7·21”、“7·19”暴雨洪水的分析對(duì)比

本次“7·11”暴雨洪水過程是近年來自2012年“7·21”暴雨、2016年“7·19”暴雨洪水之后三河市泃河、鮑邱河發(fā)生的又一次較大暴雨洪水過程[1]。本次洪水泃河三河水文站最大洪峰流量為107 m3/s，高于“7·19”洪水的洪峰流量，不及“7·21”洪水的洪峰流量，洪水總量1 072萬 m3，高于“7·19”洪水的洪峰流量，不及“7·21”洪水的洪水總量；本次洪水鮑邱河西羅村站最大洪峰流量為95 m3/s，遠(yuǎn)高于“7·19”、“7·21”洪水的洪峰流量，洪水總量為933萬 m3，遠(yuǎn)高于“7·19”、“7·21”洪水的洪水總量。

通過對(duì)比“7·21”、“7·19”、“7·11”三次暴雨洪水實(shí)測資料的不同參數(shù)值，探討其產(chǎn)生差異的主要原因?！?·21”暴雨的平均降雨量最大，整體歷時(shí)最短，不足24 h，大暴雨時(shí)段雨量大且連續(xù)集中，導(dǎo)致“7·21”場次三河站洪峰流量、洪水總量最大?！?·19”、“7·11”兩次暴雨歷時(shí)分別是43 h、44 h，大暴雨時(shí)段并不連續(xù)集中，洪峰流量、洪水總量較低。雨強(qiáng)及降雨歷時(shí)等降雨特征的不同使得三河站不同場次暴雨洪水出現(xiàn)了較大差異。鮑丘河集水流域靠近北京通州城市副中心，近年來城市化建設(shè)迅速以及土地利用類型的改變，流域內(nèi)硬化、不透水面積增大，產(chǎn)流增多，加之燕郊地區(qū)減少了向潮白河的排瀝水，使得今年場次洪水在總降雨量不足“7·21”洪水、且雨強(qiáng)較小的情況下，鮑丘河河道洪峰流量、洪水總量明顯增大。

表2 三次暴雨洪水?dāng)?shù)值對(duì)比表

4 思考與對(duì)策

本次“7·11”暴雨洪水是三河市近年來發(fā)生的一次較大暴雨洪水過程，降雨強(qiáng)度大、降雨總量大，市內(nèi)最強(qiáng)暴雨點(diǎn)24小時(shí)降雨量167.2 mm。能夠成功應(yīng)對(duì)本次洪水，未影響波及到社會(huì)生產(chǎn)和人民生活，未引發(fā)洪澇災(zāi)害，三河市委市政府及水利部門做了充足的準(zhǔn)備工作、做出了正確的應(yīng)對(duì)策略，科學(xué)調(diào)度，確保了行洪安全。

針對(duì)本次洪水，經(jīng)過分析研究，作了以下幾方面思考：(1)上游水利工程充分發(fā)揮了其攔蓄排澇的重要作用，大大減輕了災(zāi)害損失。今后仍要加強(qiáng)水利工程的建設(shè)及配套設(shè)施的完善，以應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的更加嚴(yán)峻的暴雨洪水。(2)小尺度天氣系統(tǒng)的氣象設(shè)施還很薄弱，預(yù)報(bào)精度有限，掌握天氣實(shí)況信息的速度慢，反映了對(duì)惡劣天氣還缺乏精準(zhǔn)有效的測報(bào)能力。對(duì)此，氣象、水文等部門要加快水文氣象自測預(yù)報(bào)設(shè)施的建設(shè)，形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、簡兵高效、發(fā)布及時(shí)、預(yù)報(bào)精準(zhǔn)、運(yùn)行可靠且全面服務(wù)的監(jiān)測體系，實(shí)行對(duì)氣象、水資源的全方位多層次立體化監(jiān)測[3]。(3)部分行洪排瀝河道堵塞嚴(yán)重，寬深不夠，疏浚治理進(jìn)度緩慢，影響了河道行洪過水，時(shí)有發(fā)生水面漫溢現(xiàn)象。相關(guān)水利部門要引起重視，加大治理力度，清理疏浚，增大暴雨洪水下泄排瀝能力，提高水利工程防洪標(biāo)準(zhǔn)，保障三河市正常防汛度汛。(4)近年來洪水災(zāi)害時(shí)候發(fā)生，應(yīng)急部門、防汛物資儲(chǔ)備部門要積極籌備資金，增儲(chǔ)補(bǔ)足防汛物資和搶險(xiǎn)設(shè)備，種類要齊全、數(shù)量要充足，特別要增加救災(zāi)搶險(xiǎn)用的機(jī)械和專業(yè)設(shè)備儲(chǔ)備，滿足防汛、抗洪、搶險(xiǎn)、救災(zāi)的需求。