井陘縣2016年“7·19”暴雨洪水分析

趙建芬，郭建平，何書會，董 萌，丁雪松

（河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，石家莊 050021）

井陘縣2016年“7·19”暴雨洪水分析

趙建芬，郭建平，何書會，董 萌，丁雪松

（河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，石家莊 050021）

分析了井陘縣2016年“7·19”暴雨成因、暴雨強度、暴雨分布等暴雨特性，根據(jù)實測暴雨、洪水調(diào)查資料及流域特性，對井陘縣內(nèi)主要河流的洪水進行分析。

暴雨；成因；洪水；水情

2016年7月18日至21日，受冷空氣和暖濕氣流的共同影響，河北省大部地區(qū)自西南向東北先后出現(xiàn)強降雨過程，太行山區(qū)中南部出現(xiàn)1996年以來最大暴雨天氣過程并發(fā)生較大洪水，主要降雨集中在19，20日。邯鄲大部、邢臺西部、石家莊西部、保定西南部，廊坊、唐山、秦皇島大部降雨，局部降特大暴雨，降雨量200～500mm，個別點超過600mm。太行山中南部、燕山東部河道普遍發(fā)生洪水；影響范圍超過“96·8”暴雨［1］。特大暴雨造成山區(qū)河道洪水來勢猛、峰量高、致災性強。井陘縣位于太行山中部迎風區(qū)，為本次暴雨的覆蓋區(qū)。現(xiàn)就“7·19”暴雨洪水的有關(guān)問題分析如下。

1 井陘縣流域概況

井陘縣地處太行山東麓，河北省西陲。縣城東距省會石家莊市40km。縣域面積1450km2。井陘縣98%的國土面積位于海河流域子牙河水系滹沱河的一級支流冶河流域。

冶河發(fā)源于山西省，平山水文站以上流域面積6420km2，其中山西境內(nèi)4576km2，河北境內(nèi)1844km2，河長187km。冶河在崗南水庫下游右岸納入滹沱河［2］。冶河干流井陘縣城、入滹沱河口分別建有微水水文站、平山水文站。冶河較大支流有綿河、甘陶河、金良河、小作河等。

綿河、甘陶河發(fā)源于山西省，流域面積分別為2766，2545km2，井陘縣內(nèi)流域面積相對較小，兩支流于井陘縣秀林鎮(zhèn)北橫口匯合后稱冶河；甘陶河干流井陘縣境內(nèi)建有張河灣中型水庫，水庫功能以抽水蓄能為主，防洪功能相對較小；綿河、甘陶河在冀晉界分別建有地都、泉口水文站。小作河發(fā)源于山西省，流域面積395.3km2，其中流域面積80%位于井陘縣境內(nèi)，小作河流域基本處于太行山迎風區(qū)，小作河河長52km。金良河發(fā)源于井陘縣，屬縣內(nèi)河，流域面積108km2，流域處于太行山迎風區(qū)，河道長度24km。

井陘縣位于河北省太行山迎風區(qū)，受地形及天氣系統(tǒng)影響，井陘縣屬于暴雨多發(fā)區(qū)。區(qū)域多年平均降雨量549.7mm，次暴雨最大24h降雨量平均90～100mm。

2 暴雨成因

“7·19”強降雨產(chǎn)生的主要原因：

（1）有利的環(huán)流配置，動力條件好。此次降水的影響系統(tǒng)主要有地面氣旋、高空低渦和副熱帶高壓，是冷空氣和暖濕氣流共同作用的結(jié)果。

（2）充足的水汽條件。高空槽前西南氣流和低空東南氣流輸送了源源不斷的水汽。

（3）降雨持續(xù)時間長。西太平洋副熱帶高氣壓東部阻擋作用，使得降雨持續(xù)時間長。

（4）地形抬升作用。近地層一直受偏東風控制，太行山東麓的地形輻合抬升對西部山區(qū)的降雨起到增幅作用。

3 暴雨雨情分析

井陘縣內(nèi)及周邊雨量站較多，對“7·19”暴雨的實時監(jiān)測有重要作用。

“7·19”暴雨時程分布：根據(jù)井陘縣境內(nèi)及其周邊15座雨量站資料統(tǒng)計分析可知，“7·19”暴雨從7月19日3：00～5：00開始，至7月20日20：14～17日結(jié)束，平均降雨歷時30h，主要降雨過程集中在7月19日8：00～20日8：00，最大24h降雨量占次降雨量的比例平均在94%以上；最大1h降雨量位于次降雨量的第12～17位，位于最大24h降雨量的第7～15位，平均為11位，屬于居中雨型。降雨過程均為單峰型。井陘雨量站“7·19”暴雨過程如圖1。

圖1 井陘雨量站“7·19”暴雨過程

“7·19”暴雨空間分布：根據(jù)“7·19”暴雨資料繪制的井陘縣次降雨量和最大1，6，24h等值線圖可知，井陘縣次降雨量240～600mm，最大值位于冶河支流甘陶河下游；最大1h暴雨量30～85mm，最大6h暴雨量150～290mm，最大24h暴雨量150～290mm，各時段暴雨中心均位于甘陶河流域下游，次暴雨中心位于小作河流域中游。

井陘縣“7·19”暴雨空間分布如圖2。

圖2“7·19”暴雨最大1h空間分布

“7·19”暴雨特點：暴雨強度大，雨區(qū)集中，持續(xù)時間短，井陘縣境內(nèi)基本全部被暴雨覆蓋。“7·19”暴雨主要天氣過程僅30h，最大24h降雨量占次降雨量的比例在84.6%～99.9%，平均為94%。 2016年“7·19”暴雨的次降雨歷時明顯短于 “96·8”暴雨的4～5d和“63·8”暴雨的10d，“7·19”暴雨最大24h暴雨強度比“96·8”和“63·8”暴雨明顯偏大。

“7·19”暴雨總量：井陘縣流域面積1450km2，“7·19”暴雨次降雨量達6.5億m3。其中小作河流域面積333km2，次降雨量1.37億m3，金良河流域面積108km2，次降雨量4271萬m3，甘陶河流域面積523.3km2，次降雨量2.48億m3，冶河干流及其他區(qū)域流域面積229.7km2，次降雨量9487萬m3，太平河流域面積29.1km2，次降雨量1091萬m3。

4 洪水分析

4.1 實測雨洪資料推算洪水

綿河、甘陶河分別設(shè)有地都和泉口水文站，分別占綿河、甘陶河控制面積比例分別為64%和91%，兩支流匯合口下游冶河上設(shè)有微水水文站，具有“7·19”洪水實測洪峰流量資料和區(qū)間內(nèi)實測降雨資料，因此，綿河、甘陶河、冶河的“7·19”洪水利用實測資料計算；其他11條河溝流域面積9.4～395.3km2，流域內(nèi)無實測洪峰流量資料，本次利用各流域相關(guān)雨量站“7·19”實測暴雨資料，按泰森多邊形法計算流域平均各歷時降雨量，依據(jù)目前的產(chǎn)匯流理論和方法，分別采用推理公式法和瞬時單位線法計算各河溝的洪峰流量［3］。

4.2 洪水痕跡反推設(shè)計洪水

為進一步分析“7·19”暴雨產(chǎn)生的洪峰流量及其重現(xiàn)期，對井陘縣除冶河外的13條河流利用調(diào)查洪痕和實測橫斷面，反推水面線法分析了“7·19”洪水的洪峰流量［4］。

根據(jù)兩種方法成果，經(jīng)對比分析修正后，井陘縣主要河流的洪峰成果如表1。由各河流的洪水成果可知，綿河、甘陶河、冶河流域面積相對較大，洪水模數(shù)相對較小。而位于井陘縣境內(nèi)的小流域被“7·19”暴雨全覆蓋，基本為全流域產(chǎn)流，加上小流域產(chǎn)匯流時間短，因此洪水模數(shù)相對較大。

表1 井陘縣主要河流“7·19”暴雨洪水成果

根據(jù)井陘縣主要河流的洪峰流量，對洪水災情較嚴重的冶河、小作河、臺頭溝等斷面“7·19”洪水的洪峰流量重現(xiàn)期進行了分析，主要結(jié)論：井陘縣全流域洪峰流量重現(xiàn)期為54年一遇，冶河微水站洪水重期50年一遇，小作河洪水重期100～150年一遇，臺頭溝洪水重期180年一遇。

“7·19”暴雨降雨強度大，24h降雨非常集中，地處于中低山區(qū)的井陘縣各中小流域匯流歷時多在24h以內(nèi)，因此井陘縣中小流域發(fā)生的山洪重現(xiàn)期非常高。相對于大流域而言，小流域洪水暴漲暴落，來勢兇猛，流速較快，同等洪水情況下給防汛調(diào)度預留的時間短或根本來不及反應，群眾或財產(chǎn)轉(zhuǎn)移不及時，致災相對嚴重。

5 結(jié)語

井陘縣除個別區(qū)域外，“7·19”暴雨洪水量級遠大于“63·8”暴雨和“96·8”暴雨，局部小流域出現(xiàn)了自建國后暴雨洪水的最大值，尤其是小作河和臺頭溝等流域“7·19”暴雨標準之高，量級及強度之大實屬罕見。迎風區(qū)小流域洪水暴漲落，洪水來勢兇猛，為避免小流域山洪災害，暴雨洪水的預警工作應進一步加強。

［1］水利部海委水資源保護科學研究所，河北省水文水資源勘測局.海河流域1996年8月暴雨洪水及防洪工程運用分析報告［R］.2002.

［2］河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院.子牙河流域防洪規(guī)劃報告［R］.2006.

［3］劉培斌，耿六成，孫東坡，等.河流工程問題數(shù)值模擬理論與實踐［M］.鄭州：黃河水利出版社，1999.

［4］李煒.水力計算手冊［K］.北京：中國水利水電出版社，2004.

Analysis of “7·19”Rainstorm Flood in Jingxing County in 2016

ZHAO Jian-fen，GUO Jian-ping，HE Shu-hui，DONG Meng，DING Xue-song
（TheSecond Design and Research Institute of Water Conservancy and Hydropower of Hebei， Shijiazhuang 050021，China）

In this paper， the rainstorm cause， intensity and distribution of “7·19” rainstorm in 2016 are analyzed.According to measured rainstorm，flood survey data and basin characteristics，the flood of main rivers in Jingxing County is analyzed

rainstorm； cause； flood； water

TV122 文獻標識碼：B 文章編號：1672-9900（2017）06-0075-03

2017-10-13

趙建芬（1975-），女（漢族），河北藁城人，高級工程師，主要從事水文水資源工作，（Tel）13398610581。

王艷肖）