□周世忠 □梁鳳欣(河北省邯鄲水文水資源勘測局)
邯鄲特大暴雨洪水特征及影響因素分析
□周世忠 □梁鳳欣(河北省邯鄲水文水資源勘測局)
新中國成立60多年來,河北省邯鄲市發(fā)生的特大暴雨洪水年有1956、1963和1996年。本文根據(jù)3次特大暴雨洪水的水文監(jiān)測資料,對邯鄲市特大暴雨洪水的特點(diǎn)及主要影響因素進(jìn)行分析研究,旨在為當(dāng)?shù)卣头姥粗鞴懿块T提供詳實(shí)、科學(xué)的分析成果,也可為制訂地方防洪規(guī)劃或流域綜合規(guī)劃決策參考。
暴雨洪水;特征;邯鄲;分析研究
特大暴雨洪水往往由強(qiáng)度較大、歷時較長的暴雨所形成。由特大暴雨洪水造成的洪澇災(zāi)害,其經(jīng)濟(jì)損失是巨大的,人員傷亡、房屋坍塌和基礎(chǔ)設(shè)施被破壞的程度是嚴(yán)重的。建國60余年來,邯鄲市經(jīng)過1956、1963和1996年3個特大暴雨洪水年。當(dāng)年山洪暴發(fā),山區(qū)洪水續(xù)接平原瀝水,洪瀝齊灌河涯,全區(qū)幾乎沒有一鄉(xiāng)一村未受襲擊。以最近的1996年洪水為例,當(dāng)年全市9個縣市,113個鄉(xiāng)鎮(zhèn)受到洪水襲擊,受災(zāi)人口255.2萬人,因洪災(zāi)死亡159人,農(nóng)田受災(zāi)面積380萬畝,倒塌房屋15.8萬間,工業(yè)、交通、電力、通訊等各種設(shè)施都受到空前嚴(yán)重的破壞,洪水災(zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失總計(jì)51億元。邯鄲市大范圍的洪澇災(zāi)害主要是特大暴雨洪水,分析研究特大暴雨洪水的特征及主要影響因素,旨在為當(dāng)?shù)卣头姥粗鞴懿块T提供詳實(shí)、科學(xué)的分析成果,也可為制訂地方防洪規(guī)劃或流域綜合規(guī)劃決策參考。
邯鄲市位于北緯 36°04'~37°01',東經(jīng) 113°28'~115°28′之間,在河北省最南部的太行山東麓,總面積為12047km2。其中,西部山區(qū)海拔高度在100~1898m之間,面積為4460km2,占邯鄲市總面積的37.0%;東部平原海拔高度在32.8~100m之間,面積為7587km2,占邯鄲市總面積的63.0%。全市屬暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),多年平均降水量548.9mm。
境內(nèi)河流統(tǒng)屬海河南系。其中,區(qū)域南部和東部為漳衛(wèi)南運(yùn)河水系,主要有清漳河、濁漳河、漳河、衛(wèi)河及衛(wèi)運(yùn)河;區(qū)域中部和北部為子牙河水系,主要有滏陽河及其一級支流忙牛河、沁河、輸沅河、洺河等。
根據(jù)邯鄲歷次特大暴雨(24h雨量≥140mm)資料統(tǒng)計(jì),邯鄲的特大暴雨多發(fā)生在7月下旬到8月上旬的20余天內(nèi),次暴雨量往往是山區(qū)大于平原,暴雨、徑流高值區(qū)多發(fā)生在太行山迎風(fēng)區(qū)。造成邯鄲特大洪水的暴雨中心位置,一般是在南部漳衛(wèi)河流域生成后,沿太行山迎風(fēng)坡逐漸向北移動,經(jīng)滏陽河、洺河流域后移出邯鄲。邯鄲實(shí)測3次特大暴雨基本情況見表1。
造成邯鄲嚴(yán)重洪澇災(zāi)害的特大暴雨籠罩范圍廣泛。以1963年特大暴雨為例,全市降水量均超過200mm。其中,超過300mm降水量的籠罩面積占區(qū)域總面積的86.8%;超過500mm降水量的籠罩面積占區(qū)域總面積的60.9%。邯鄲實(shí)測3次特大暴雨籠罩面積統(tǒng)計(jì)見表2。
特大暴雨一般時長在3~7d內(nèi),且強(qiáng)度大,集中程度高。以1963年為例,從8月2日開始至8日結(jié)束,歷時7d,暴雨中心連續(xù)6d日降水量超過50mm,連續(xù)4d日降水量超過150mm,連續(xù)2d日降水量超過250mm,多項(xiàng)記錄為歷史之最。根據(jù)代表站3次特大暴雨資料統(tǒng)計(jì),次暴雨量占當(dāng)年降水量的44.3%~67.1%,汛期降水量占當(dāng)年降水量的85.9%~87.8%。邯鄲實(shí)測3次特大暴雨強(qiáng)度、集中程度特征值見統(tǒng)計(jì)表3。
表1 邯鄲三次特大暴雨基本情況統(tǒng)計(jì)表
表2 邯鄲三次特大暴雨量籠罩面積統(tǒng)計(jì)表
表3 邯鄲三次特大暴雨代表站降水強(qiáng)度特征值統(tǒng)計(jì)表
由特大暴雨產(chǎn)生的特大洪水起漲迅猛,峰現(xiàn)歷時約占洪水總歷時的1/6~1/20;洪峰水位高,洪峰流量大,在歷年洪峰流量系列中排位靠前。例洺河臨洺關(guān)水文站1963年8月6日4時洪峰流量為12300m3/s,據(jù)考證為歷史洪峰流量之最。邯鄲代表站3次特大洪水水位流量統(tǒng)計(jì)見表4。
表4 邯鄲代表站三次特大洪水水位流量統(tǒng)計(jì)表
邯鄲的漳河觀臺、洺河臨洺關(guān)水文站多年平均徑流量分別為8.79和0.71億m3,而特大洪水年份,次洪水徑流總量往往是多年平均徑流量的若干倍,可占當(dāng)年汛期徑流量的50%以上甚至更多。邯鄲代表站3次特大洪水徑流量統(tǒng)計(jì)見表5。
表5 邯鄲代表站三次特大洪水徑流量統(tǒng)計(jì)表
由特大暴雨產(chǎn)生的特大洪水歷時一般較長,邯鄲各河特大洪水歷時一般在10-15d左右,特殊年份可達(dá)到20余日甚至更長。
邯鄲西依太行山,東連華北平原,地形西高東低,南向北傾。地貌形態(tài)復(fù)雜多樣,大體分為中低山、丘陵和平原三大地貌類型。在夏季風(fēng)盛行的時候,遇有輸入水氣時,在由東至西地面高程自然升高的作用下,水氣受到抬升后含量濃縮而形成降雨,山前迎風(fēng)坡成為暴雨、徑流高值區(qū),并有若干個歷史暴雨中心區(qū)。且由于洪水發(fā)生區(qū)距平原較近,距京廣鐵路、邯鄲城區(qū)更近,故一旦發(fā)生山區(qū)平原共生型特大暴雨時,山區(qū)洪水向平原傾瀉,加劇了洪澇災(zāi)害的程度,可能導(dǎo)致平原的低洼地區(qū)甚至是整個平原變成澤國汪洋,其洪災(zāi)的嚴(yán)重程度可想而知。
邯鄲屬北半球中緯度暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年內(nèi)氣候的季節(jié)變化,受干燥寒冷的大陸性氣團(tuán)和溫暖潮濕的海洋性氣團(tuán)相互作用的影響而十分顯著,春、夏、秋、冬四季分明。其中,秋季天高氣爽,降水稀少;冬季寒冷少雪;春季干旱多風(fēng);夏季受太平洋副熱帶高壓及西來、西南來的低氣壓影響,炎熱多雨,降水量集中,且暴雨強(qiáng)度相當(dāng)于多雨的東南亞國家情況。地理位置與氣候特征,決定了邯鄲市為洪澇災(zāi)害的多發(fā)地區(qū),也是國內(nèi)洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生的地區(qū)之一。
邯鄲暴雨的水氣來源主要為南海和東海,造成暴雨的主要天氣系統(tǒng)有西南渦、華北低渦、臺風(fēng)倒槽、暖性切變線和高空西來槽等。其中,造成邯鄲特大暴雨及洪澇災(zāi)害的天氣系統(tǒng)主要為西南渦和臺風(fēng)倒槽。各次暴雨的發(fā)生與長波槽脊的位置和低緯度天氣系統(tǒng)有密切關(guān)系,常由2個或2個以上系統(tǒng)共同影響,并且與低空急流關(guān)系密切。如1963年8月特大暴雨,在8月4日的高空天氣圖上,貝加爾湖為阻塞高壓,日本海副熱帶高壓穩(wěn)定,副高脊線達(dá)到35°N西脊點(diǎn)西伸至115°E以西,副高南側(cè)的東風(fēng)帶有6308號臺風(fēng)北上,華北地區(qū)為低槽區(qū),連續(xù)3個西南低渦北上影響邯鄲;臺風(fēng)與副高間的偏東急流和西南急流提供的豐富水氣,在地面圖上有中尺度幅合切變線,冷暖空氣配合、高低緯度系統(tǒng)和各種尺度系統(tǒng)的共同作用,造成了邯鄲的特大暴雨天氣系統(tǒng)。
(一)邯鄲特大暴雨主要發(fā)生在年內(nèi)的7月下旬到8月上旬的20余日內(nèi),暴雨高值區(qū)和暴雨中心多位于太行山迎風(fēng)區(qū)。特大暴雨的特點(diǎn)是強(qiáng)度大、歷時長、范圍廣、集中程度高。
(二)與特大暴雨相對應(yīng),邯鄲特大洪水也多發(fā)生在7月下旬到8月上旬,洪水過程可延長至8月中、下旬甚至更長。特大洪水特點(diǎn)是起漲迅猛、峰高量大、峰后持續(xù)時間長。
(三)地理環(huán)境、氣候條件和天氣系統(tǒng)是邯鄲產(chǎn)生特大暴雨洪水的主要影響因素,且各次暴雨的發(fā)生與長波槽脊的位置和低緯度天氣系統(tǒng)有密切關(guān)系,常由2個或2個以上系統(tǒng)共同影響,并且與低空急流關(guān)系密切。
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周世忠,男,高級工程師,主要從事水文水資源工作。
梁鳳欣,女,工程師,主要從事水文水資源工作。
2011-09-13