汾河流域2021年秋汛暴雨特性分析

程 俊

（山西省陽(yáng)泉市水文水資源勘測(cè)站，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 研究背景

2021年10月，汾河流域發(fā)生了歷史罕見(jiàn)的秋汛降雨過(guò)程，流域內(nèi)多個(gè)水文站出現(xiàn)有資料以來(lái)的同期最大流量，其主要原因是極端的秋雨天氣。近年來(lái)，有眾多學(xué)者對(duì)全國(guó)各區(qū)域的暴雨特征進(jìn)行了大量研究[1-6]，研究結(jié)果對(duì)當(dāng)?shù)氐姆姥礈p災(zāi)起到了一定指導(dǎo)作用。由于汾河秋汛暴雨歷史罕見(jiàn)，分析研究其過(guò)程和特性對(duì)今后防御同類極端天氣有重要意義。

2 降雨成因

造成本次降雨的主要原因有以下幾點(diǎn)。

2.1 大氣環(huán)流形勢(shì)穩(wěn)定

異常偏強(qiáng)的西太平洋副熱帶高壓先西伸北抬后穩(wěn)定維持在黃淮地區(qū)，與西風(fēng)帶低值系統(tǒng)在山西省形成穩(wěn)定的東高西低的環(huán)流形勢(shì)，造成山西出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間降雨天氣。

2.2 水汽條件充沛

副熱帶高壓西側(cè)的偏南氣流和低層西南急流將南海和孟加拉灣的水汽向北經(jīng)過(guò)西南地區(qū)源源不斷地輸送到山西省中南部地區(qū)，為持續(xù)降雨提供了充沛的水汽來(lái)源。

2.3 低層抬升條件長(zhǎng)時(shí)間維持

在穩(wěn)定的天氣形勢(shì)下，低層切變線輻合系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間維持和降雨回波反復(fù)經(jīng)過(guò)山西省中部，疊加山西呂梁山、太行山復(fù)雜地形對(duì)偏東氣流降雨增幅作用，導(dǎo)致山西中部及臨汾北部地區(qū)極端強(qiáng)降雨的出現(xiàn)。

3 降雨發(fā)生時(shí)間

本次降雨由陜西省進(jìn)入山西省，可分為2個(gè)過(guò)程。第一個(gè)過(guò)程為暴雨天氣由西南向東北運(yùn)移；第二個(gè)過(guò)程隨著暴雨天氣自西面而來(lái)，在整個(gè)流域盤踞近3 d，接著向東北逐漸消退。降雨的開始與結(jié)束時(shí)間各地不盡相同，最早開始時(shí)間為10月2日23時(shí)，最晚結(jié)束時(shí)間為10月6日23時(shí)。暴雨大多集中在10月3—5日，降雨歷時(shí)平均為83 h。雨量代表站降雨時(shí)間情況，詳見(jiàn)表1。

表1 汾河流域雨量代表站降雨時(shí)間情況

4 降雨過(guò)程

經(jīng)分析，汾河流域本次降雨過(guò)程主要分為2個(gè)：第一個(gè)過(guò)程在10月3日凌晨從鄉(xiāng)寧、襄汾一帶開始，5時(shí)逐步擴(kuò)展至汾河二壩以下流域，7時(shí)雨區(qū)移至義棠以上流域，之后擴(kuò)展至全流域，19時(shí)逐步向東北方向消退；第二個(gè)過(guò)程在10月3日20時(shí)從汾河二壩至義棠區(qū)間再次開始，4日8時(shí)逐步擴(kuò)展至全流域，之后雨區(qū)籠罩整個(gè)流域2 d有余，6日15時(shí)開始自西向東逐步消退，同日23時(shí)降雨結(jié)束。汾河流域日降雨情況，如圖1所示。

圖1 汾河流域日降雨量情況

經(jīng)分析，10月2日汾河流域中下游降小到中雨，交城、文水、汾陽(yáng)、汾西、古縣、洪洞、浮山等地部分支流降大雨，流域平均降雨量9.6 mm，其中洪安澗河凌云雨量站日降雨量達(dá)49.0 mm；3日雨勢(shì)加強(qiáng)，降雨范圍逐步擴(kuò)大，并向北延伸至整個(gè)流域，嵐縣、交城、孝義、交口一帶日降雨量超過(guò)50 mm，流域平均降雨量29.4 mm，其中中西河后戴家莊雨量站日降雨量達(dá)98.0 mm；4日上中游流域雨勢(shì)更盛，整個(gè)流域456處雨量站中有303處日降雨量超過(guò)50 mm，流域平均降雨量54.7 mm，其中龍門河平舒雨量站日降雨量達(dá)98.6 mm；5日降雨情況與4日接近，暴雨區(qū)依舊位于蘭村至趙城區(qū)間，270處雨量站日降雨量超過(guò)50 mm，流域平均降雨量53.6 mm，其中木瓜河華泉雨量站日降雨量達(dá)99.0 mm；6日大部分站雨勢(shì)減弱，流域平均降雨量13.0 mm，其中昌源河南溝雨量站日降雨量22.6 mm。

5 降雨分布

5.1 暴雨籠罩范圍

本次降雨量等值線如圖2所示，次雨量籠罩面積統(tǒng)計(jì)情況詳見(jiàn)表2。200 mm以上的籠罩范圍涉及晉中市的靈石縣、壽陽(yáng)縣、榆次區(qū)、昔陽(yáng)縣、和順縣、平遙縣、武鄉(xiāng)縣、祁縣、介休市、靈石縣，呂梁市的文水縣、交城縣、汾陽(yáng)市、孝義市、交口縣，太原市的尖草坪區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣、萬(wàn)柏林區(qū)、迎澤區(qū)、小店區(qū)、杏花嶺區(qū)、古交市，臨汾市的汾西縣和古縣，共計(jì)25個(gè)縣（市、區(qū)），面積約5181.6 km2。

表2 次雨量籠罩面積統(tǒng)計(jì)

圖2 次雨量等值線

5.2 暴雨中心

本次降雨的暴雨中心有5個(gè)。

第一個(gè)位于交城、文水一帶的文峪河流域，250 mm以上面積200 km2，平均雨深274 mm；225 mm以上面積562 km2，平均雨深248 mm；200 mm以上面積1426 km2，平均雨深223 mm。

第二個(gè)位于平遙、汾陽(yáng)、孝義、交口一帶，橫跨磁窯河、文峪河、孝河、三交河、交口河和段純河等流域，250 mm以上面積18 km2，平均雨深262 mm；225 mm以上面積382 km2，平均雨深246 mm；200 mm以上面積1371 km2，平均雨深219 mm。

第三個(gè)位于汾西、交口交界一帶的回龍河、團(tuán)柏河上游，225 mm以上面積372 km2，平均雨深244 mm；200 mm以上面積1411 km2，平均雨深227 mm。

第四個(gè)位于壽陽(yáng)、和順、榆次交界一帶的瀟河流域，225 mm以上面積139 km2，平均雨深236 mm；200 mm以上面積1069 km2，平均雨深212.5 mm。

第五個(gè)位于太原西部，200 mm以上面積1472 km2，平均雨深213 mm。

6 暴雨強(qiáng)度

不同的暴雨中心所反映的暴雨強(qiáng)度特點(diǎn)不同，各代表站降雨過(guò)程如圖3所示，分述如下。

圖3 代表站降雨過(guò)程

（1）交城、文水一帶文峪河流域，此次降雨明顯有2個(gè)過(guò)程。第一個(gè)降雨過(guò)程雨強(qiáng)較大，降雨持續(xù)時(shí)間短；第二個(gè)降雨過(guò)程雨強(qiáng)較常見(jiàn)，降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。其中，交城縣中西河后戴家莊雨量站1 h最大雨強(qiáng)42.8 mm，6 h最大雨量78.6 mm，24 h最大雨量105.2 mm，72 h最大雨量271.6 mm，次降雨量286.8 mm。

（2）平遙、汾陽(yáng)、孝義、交口一帶，橫跨磁窯河、文峪河、孝河、三交河、交口河和段純河等流域，此次降雨有2個(gè)過(guò)程且降雨強(qiáng)度相當(dāng)，都比較常見(jiàn)。第一個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間短；第二個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。其中，孝義市兌鎮(zhèn)河兌鎮(zhèn)雨量站1 h最大雨強(qiáng)10.4 mm，6 h最大雨量30.0 mm，24 h最大雨量109.4 mm，72 h最大雨量237.8 mm，次降雨量265.2 mm。

（3）汾西、交口交界一帶的回龍河、團(tuán)柏河一帶，此次降雨有2個(gè)過(guò)程且降雨強(qiáng)度都比較常見(jiàn)。第一個(gè)過(guò)程雨強(qiáng)略大，降雨持續(xù)時(shí)間短；第二個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。其中，交口縣康院川河康城雨量站1 h最大雨強(qiáng)16.6 mm，6 h最大雨量36.8 mm，24 h最大雨量105.0 mm，72 h最大雨量226.8 mm，次降雨量247.4 mm。

（4）壽陽(yáng)、和順、榆次交界一帶的瀟河流域，此次降雨明顯有2個(gè)過(guò)程且降雨強(qiáng)度相當(dāng)，都比較常見(jiàn)。第一個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間短；第二個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。其中，壽陽(yáng)縣石臼河白云雨量站1 h最大雨強(qiáng)9.0 mm，6 h最大雨量37.4 mm，24 h最大雨量103.0 mm，72 h最大雨量237.8 mm，次降雨量215.4 mm。

（5）太原西部，此次降雨明顯有2個(gè)過(guò)程且降雨強(qiáng)度都比較常見(jiàn)。第一個(gè)過(guò)程雨強(qiáng)略小，降雨持續(xù)時(shí)間短；第二個(gè)過(guò)程降雨持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，累計(jì)雨量大。其中，晉源區(qū)風(fēng)峪溝店頭雨量站1 h最大雨強(qiáng)9.8 mm，6 h最大雨量47.4 mm，24 h最大雨量102.4 mm，72 h最大雨量204.2 mm，次降雨量221.2 mm。

7 結(jié)論

經(jīng)分析，汾河流域2021年秋汛暴雨主要集中在10月3—5日，歷時(shí)平均83 h。暴雨籠罩汾河全流域，其中下游降雨量較小，沿流域自下而上降雨量有增大趨勢(shì)。共有5個(gè)暴雨中心，大都位于流域中游。3—5日最大日降雨量均在98 mm以上，最大1 h雨量42.8 mm。