英那河流域2017年“804”暴雨分析

周旭東

(遼寧省大連水文局，遼寧 大連 116023)

1 綜述

1.1 英那河流域概況

英那河發(fā)源于丹東市岫巖縣龍?zhí)多l(xiāng)老北溝，位置東經(jīng)122°51′～123°14′，北緯39°43′～40°15′。海拔高程653.1m，流域面積1004km2，河流全長(zhǎng)94.9km，平均比降2.31‰。河流上游河床為卵石，下游為細(xì)砂。有一級(jí)支流5條，二級(jí)支流1條。英那河由北向南貫穿莊河縣東部，流經(jīng)莊河縣三架山、仙人洞、塔嶺、大營(yíng)子、小孤山、吳爐、黑島等鄉(xiāng)鎮(zhèn)和沙嶺農(nóng)場(chǎng)，于小孤山鎮(zhèn)蔡家村注入黃海。

1.2 “804”暴雨綜述

2017年“804”暴雨是受第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“海棠”減弱低壓和副熱帶高壓共同影響下的一場(chǎng)強(qiáng)降雨過(guò)程。集中降水從8月3日16時(shí)開(kāi)始，到4日10時(shí)基本結(jié)束，歷時(shí)16h。

8月1日第10號(hào)臺(tái)風(fēng)“海棠”在福建省登陸后，其影響下的臺(tái)風(fēng)云系依然持續(xù)北上東進(jìn)。8月2日臺(tái)風(fēng)減弱低壓中心存在于安徽、河南上空，同時(shí)副高加強(qiáng)北抬，副高脊線位于33°N附近，西伸脊點(diǎn)位于122°E左右，副高北界已接近38°N。在臺(tái)風(fēng)云系和副高的共同作用下，大量水汽向東北輸送，加之貝加爾湖冷渦不斷有冷空氣南下，在遼寧省北部低壓逐漸發(fā)展成鋒面氣旋，進(jìn)而在西部發(fā)生了高強(qiáng)度的降雨過(guò)程[1]。由圖1可知，8月3日內(nèi)蒙古地區(qū)的低壓槽區(qū)東移到華北地區(qū)，臺(tái)風(fēng)減弱低壓中心并進(jìn)入槽區(qū)南部，副高西伸脊點(diǎn)位置依然位于122°E左右，確保水汽持續(xù)供應(yīng)，遼寧省位于槽前地區(qū)，降水維持。由圖2可知，8月4日華北地區(qū)槽線已東移過(guò)遼寧地區(qū)，但貝加爾湖附近的冷渦依然不斷南下，在內(nèi)蒙古地區(qū)又出現(xiàn)一個(gè)槽區(qū)，而此時(shí)副高西伸脊點(diǎn)發(fā)生東移，位于125°E左右，冷暖空氣產(chǎn)生激烈交綏，再一次引發(fā)了強(qiáng)烈的降雨過(guò)程，降雨區(qū)主要集中在遼寧省東部地區(qū)[2- 3]。

圖1 8月3日08時(shí)500hPa高空形勢(shì)圖

圖2 8月4日08時(shí)500hPa高空形勢(shì)圖

2 英那河降水分析

2.1 雨量計(jì)標(biāo)定

本次標(biāo)定共計(jì)6個(gè)雨量站，誤差率均符合GB11832- 2002《翻斗式雨量計(jì)》規(guī)定范圍內(nèi)誤差小于±1.5%，其中誤差為正誤差的有4個(gè)站，最大是梨樹(shù)站，為0.8%；負(fù)誤差的有2個(gè)站，最大為-1.3%，6個(gè)站的平均誤差為-0.02%。從滴定的總體情況看，雨量計(jì)誤差均在允許范圍內(nèi)[4- 6]。

2.2 暴雨調(diào)查

(1)首先根據(jù)實(shí)測(cè)降水量點(diǎn)繪降水量等值線圖，從圖上劃定應(yīng)該調(diào)查的區(qū)域。

(2)收集縣、鄉(xiāng)、村雨量觀測(cè)資料，如氣象、農(nóng)場(chǎng)、學(xué)校、水庫(kù)、灌區(qū)等；到地方防汛部門(mén)了解相關(guān)情況，不遺漏暴雨中心[7- 8]。

(3)利用群眾放在空曠露天處不受地形地物影響或影響較小的生產(chǎn)生活用具如缸、池子、桶等容器來(lái)推算雨量，推算時(shí)應(yīng)注意有否汲水、加水、旁溢、滲漏等。

(4)每個(gè)調(diào)查點(diǎn)至少應(yīng)調(diào)查兩個(gè)暴雨數(shù)據(jù)，相互驗(yàn)證。在暴雨中心區(qū)應(yīng)密些，邊緣區(qū)可稍稀些。

(5)根據(jù)老人的親身經(jīng)歷和傳聞，以及中小河流洪水重現(xiàn)期比較等，估算暴雨的重現(xiàn)期，從而確定暴雨量[9- 11]。

2.3 降水過(guò)程分析

2.3.1 冰峪站以上區(qū)間

(1)冰峪站以上區(qū)間雨量代表站為3處，代表站點(diǎn)詳見(jiàn)表1。

表1 英那河流域代表雨量站

(2)總降水量：8月2日4時(shí)～5日12時(shí)，平均24h雨量359.5mm,,最大點(diǎn)降水量冰峪溝站388.0mm，降水累計(jì)曲線如圖3所示。

(3)集中降水：8月3日19時(shí)～4日14時(shí)，平均24h雨量313.7mm，最大點(diǎn)降水量冰峪溝站330.0mm。

(4)雨強(qiáng)：

最大1h降水量：冰峪溝79.5mm；

最大3h降水量：冰峪溝180.0mm；

最大6h降水量：南坎子244.3mm；

最大24h降水量：冰峪溝332.0mm。

圖3 冰峪站以上降水累計(jì)圖

2.3.2 英那河水庫(kù)以上區(qū)域

(1)英那河水庫(kù)以上區(qū)間雨量代表站為5處，具體見(jiàn)表2。

(2)總降水量：8月2日4時(shí)～5日12時(shí)，平均24h雨量392.2mm,,最大點(diǎn)降水量冰峪溝站450.0mm，降水累計(jì)曲線如圖4所示。

(3)集中降水：8月3日21時(shí)～4日10時(shí)，平均24h雨量333.0mm，最大點(diǎn)降水量梨樹(shù)站393.0mm。

(4)雨強(qiáng)：

最大1h降水量：梨樹(shù)86.5mm；

最大3h降水量：圍場(chǎng)溝213.3mm；

最大6h降水量：圍場(chǎng)溝317.3mm；

最大24h降水量：梨樹(shù)402.0mm。

表2 英那河水庫(kù)以上區(qū)間代表雨量站

圖4 英那河水庫(kù)以上降水累計(jì)圖

2.3.3 英那河流域降水量空間分布

英那河流域2017年“804”暴雨降水量主要集中在8月4日0時(shí)至9時(shí)，歷時(shí)9h。其中最大1h雨量是大房子站88.5mm，為有記錄以來(lái)最大；最大3h雨量是三道溝站184.0mm，為有記錄以來(lái)最大；最大6h雨量是大堡子站299.0mm，為有記錄以來(lái)最大；最大24h雨量是沙河站412.0mm，為有記錄以來(lái)最大值。英那河流域降水量等值線如圖5所示。

圖5 英那河流域降水空間分布

3 2017年“804”與2012年“803”降水對(duì)比

3.1 天氣成因

大連地區(qū)2017年“804”暴雨洪水與2012年“803”暴雨洪水天氣系統(tǒng)基本相同。兩次均受臺(tái)風(fēng)和副熱帶高壓共同影響，水汽移動(dòng)路徑基本相同。詳見(jiàn)表3。

表3 英那河流域暴雨天氣成因特征比較表

2012年“803”暴雨天氣系統(tǒng)為高緯度登陸臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)低氣壓，與貝加爾湖冷渦不斷南下的冷暖空氣在遼東半島南部產(chǎn)生激烈交綏，引發(fā)該地區(qū)強(qiáng)烈降雨過(guò)程[12]。造成遼寧營(yíng)口、蓋州，鞍山岫巖，大連普蘭店、莊河等地的洪水災(zāi)害。具體如圖6所示。

圖6 2012年10號(hào)“達(dá)維”路徑圖

2017年“804”暴雨在臺(tái)風(fēng)“海棠”影響下的臺(tái)風(fēng)云系持續(xù)北上東進(jìn)。8月2日臺(tái)風(fēng)減弱成低壓中心存在于安徽、河南上空，此時(shí)副高加強(qiáng)北抬，北部低壓云系與貝加爾湖冷渦逐漸發(fā)展成鋒面氣旋，進(jìn)而在西部發(fā)生了高強(qiáng)度的降雨過(guò)程；南部低壓云系受黃海副高影響沿著遼寧南部黃海岸至西向東發(fā)展，受遼南山區(qū)地形影響發(fā)生了特大暴雨。2017年“804”暴雨洪水，在大連地區(qū)主要發(fā)生在英那河源頭老禿頂南麓沙河(英那河一級(jí)支流)和北麓英那河(干流)源頭。如圖7和圖8所示。

圖7 2017年10號(hào)“海棠”水氣輸送路徑圖

圖8 2017年10號(hào)“海棠”路徑圖

1981年“7.28”特大暴雨水汽移動(dòng)路徑與2017年“804”暴雨極其相似，只是維度稍微偏高，在遼南沿海東進(jìn)過(guò)程中先遇老帽山，在大連瓦房店萬(wàn)家?guī)X、普蘭店同益引發(fā)了特大暴雨，繼而在莊河北部山區(qū)、鞍山岫巖、丹東鳳城等地也發(fā)生了大暴雨或特大暴雨，造成了上述地區(qū)的洪水災(zāi)害。具體如圖9所示。

圖9 1981年“7.28”、2012年“803”、2017年“804”暴雨水氣輸送路徑對(duì)比圖

3.2 暴雨比較

英那河流域冰峪溝水文站以上區(qū)域2017年“804”與2012年“803”暴雨雨量相比較，總雨量相差不大；“804”強(qiáng)雨段雨量比“803”多60.5mm；最大點(diǎn)雨量“804”比“803”少50.0mm。英那河流域英那河水庫(kù)站以上區(qū)域2017年“804”與2012年“803”暴雨雨量相比較，總雨量比“803”多73.4mm；強(qiáng)雨段雨量比“803”多，54.5mm；最大點(diǎn)雨量比“803”多12.0mm。詳見(jiàn)表4。

表4 英那河流域冰峪溝水文站以上區(qū)域和英那河水庫(kù)站以上區(qū)域雨量特征值比較表 單位：mm

4 主要結(jié)論

(1)本次暴雨雨區(qū)由北向南推進(jìn)，雨量呈遞減趨勢(shì)。受第十號(hào)臺(tái)風(fēng)“海棠”登陸后帶來(lái)的暖濕氣流北上影響，從8月3日19時(shí)雨區(qū)進(jìn)入英那河流域，雨區(qū)首先在上游，逐漸移動(dòng)到中下游。降雨時(shí)空分布不均，呈上游大，下游小態(tài)勢(shì)。

(2)本次暴雨歷時(shí)長(zhǎng)，總量大。降雨從8月3日19時(shí)開(kāi)始至4日14時(shí)結(jié)束，歷時(shí)達(dá)19h。英那河水庫(kù)站以上流域平均雨量348.0mm，最大點(diǎn)雨量沙河站414.5mm，為有記錄以來(lái)最大值。

(3)本次暴雨強(qiáng)降雨段集中，強(qiáng)度大。強(qiáng)降雨主要集中在8月4日0時(shí)至9時(shí)，達(dá)9h。其中最大1h雨量為大房子站88.5mm；最大3h雨量三道溝站184.0mm；最大6h雨量大堡子站299.0mm；最大24h為沙河站412.0mm，均為有記錄以來(lái)最大值。

(4)大連地區(qū)2017年“804”暴雨與2012年“803”暴雨相比，相同處是兩次均受臺(tái)風(fēng)和副熱帶高壓共同影響，水汽移動(dòng)路線相同。雖然天氣系統(tǒng)不盡相同，但水汽越過(guò)遼南山區(qū)時(shí)，受山區(qū)地形影響產(chǎn)生的暴雨過(guò)程基本接近。

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