滄州市2018年春季罕見強降雨分析研究

哈建強,史洪飛

(河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000)

1 概 述

滄州地處河北省東南部，屬于溫帶半濕潤大陸性季風氣候，溫差較大，四季分明，春季屬于滄州市降雨量較少的時期之一。2018年4月21日，受暖濕氣流和冷空氣的共同影響，滄州市出現全區域罕見強降雨天氣。本文對本次罕見強降雨過程進行定量研究，并對其影響進行分析。

2 本次降雨過程分析

2.1 本次降雨的時程分布

本次春季強降雨過程出現在滄州市區域內所有縣(市、區)，主要發生在2017年4月21日(統計時段為4月21日8時至4月22日8時)，全市平均降雨量30.8 mm，滄州市區平均降雨量32.5 mm(運河區、新華區平均值)。本次降雨過程后，2018年1月1日以來滄州平均降雨量45.7 mm，較常年同期偏多33.6%。

本次春季降雨過程最大雨量出現在東光縣于家橋站，達到56.0 mm；其次為東光縣燈明寺站，達到52.8 mm；第三為滄縣劉家廟站，達到50.4 mm。本次降雨最大1 h降雨量出現在任丘市呂公堡站，4月21日20:00-21:00降雨量為17.4 mm。最大3 h降雨也出現在任丘市呂公堡站，4月21日18:00-4月21日21:00降水量為29.2 mm；最大6 h降水也同時出現在任丘市呂公堡站，4月21日16:00-10月7日22:00降水量為39.8 mm。表1為部分時段降雨量統計表，圖1為平均時段降雨量柱狀圖。

表1 4月21-22日部分時段降雨量統計表

圖1 4月21-22日平均時段降雨量柱狀圖

2.2 本次春季降雨的空間分布

本次春季強降雨過程各縣(市、區)除青縣和任丘外面平均雨量均超過25 mm。面平均降雨量最大的為東光縣，降雨量38.7 mm；其次為鹽山縣，降水量36.6 mm；第三為泊頭市，降雨量35.8 mm。圖2為本次春季強降雨各縣(市)平均降雨量分布圖。

圖2 各縣(市)平均降雨量分布圖

滄州全市共有167個雨量站(滄州水文局站網數量)，降水量超過50 mm而小于100 mm達到暴雨量級的雨量監測站有4個，占全市雨量監測站總數量的2.4%；降雨量大于25 mm且小于50 mm的雨量監測站有107個，占全市雨量監測站總數量的64.1%；降雨量小于25 mm的雨量監測站有56個，占全市雨量監測站總數量的33.5%。圖3為本次強降雨過程分級雨量站點數以及百分比圖。

圖3 滄州市“4.21”分級雨量站點數及百分比圖

本次春季強降雨過程，降水量50.0～100.0 mm降雨總區域包圍的面積為316 km2，占滄州市全市面積的2.4%；降水量25.0～50.0 mm降雨總區域包圍的面積為10 862 km2，占滄州市全市面積的82.5%；降水量25.0 mm降雨總區域包圍的面積為1 992 km2，占滄州市全市面積的15.1%。表2為本次春季降雨各縣(市)平均雨量及降雨籠罩面積情況表，圖4為本次降雨過程滄州市降雨量等值面圖。

表2 滄州市“4.21”降雨各縣(市)平均雨量及降雨籠罩面積情況表

圖4 滄州市“4.21”降雨量等值面圖

3 對本地河道過水和洼淀蓄水影響

3.1 洼淀蓄水影響

本次春季強降雨過程之前，4月21日8時，白洋淀水位6.82 m，蓄水量2.970×108m3；大浪淀水庫水位10.45 m，蓄水量為0.668×108m3。本次降雨過后，4月22日8時，白洋淀水位6.83 m，蓄水量2.990×108m3；大浪淀水庫水位10.46 m，蓄水量為0.670×108m3。本次降雨過程之后白洋淀水位增長0.01 m，蓄水量增加0.02×108m3(200×104m3)；大浪淀水庫水位增長0.01 m，蓄水量增加0.002×108m3(20×104m3)。本次降雨過程對白洋淀和大浪淀水庫蓄水量增加起到非常大的作用。

3.2 河道過水影響

滄州市今年河道多數干涸，由于本次強降雨歷時較短，沒有使入海河道產生徑流，但是增加了常年過水河道的流量。本次降雨過程之前，4月21日8時，子牙新河獻縣進洪閘流量為3.90 m3/s(降雨前后閘門全部提出水面，屬于自然流態)；本次降雨過后，4月22日8時，子牙新河獻縣進洪閘流量13.8 m3/s。通過以上數據可知，降雨使常年過水河道流量增加。

4 對全市淺層地下水的影響

根據本次春季降水量情況，選取滄州市西部、東部、南部以及近滄州市區的、具有代表性的淺層地下水站點進行分析，分析起始時間都選自降雨發生前的4月21日8時。

吳橋縣楊家寺站4月21日8時淺層地下水埋深11.98 m，4月22日16時埋深11.77 m,埋深減小0.21 m，水位相應增加0.21 m；任丘市梁召站4月21日8時淺層地下水埋深11.55 m，4月22日16時埋深11.33 m,埋深減小0.22 m，水位相應增加0.22 m；海興縣張會亭站4月21日8時淺層地下水埋深0.64 m，4月22日16時埋深0.44 m,埋深減小0.20 m，水位相應增加0.20 m；滄縣舊州站4月21日8時淺層地下水埋深0.68 m，4月22日16時埋深0.48 m,埋深減小0.20 m，水位相應增加0.20 m。

本次降雨過程對滄州市轄區內淺層地下水影響非常大，包括市區在內的各縣(市、區)，除極特殊區域地下水埋深有很小幅度增大外，絕大多數區域淺層地下水埋深均不同幅度減小，抬升了淺層地下水位，對于補充地下水資源量和修復地下水生態系統起到十分重要的作用。部分代表性站點埋深變化圖見圖5。

圖5 “4.21-22”部分代表性站點地下水埋深變化圖

5 對全市土壤墑情影響

本次春季強降雨有效緩解了滄州市的旱情。據滄州市土壤墑情監測站信息顯示，4月21日本次降雨過程發生之前對全市墑情站實施監測，34處旱地地塊中，14處輕旱，5處中旱，1處重旱，14處正常，干土層厚度為0～5 cm。本次大范圍春季較強的降雨過程后，5月1日對全市墑情站實施監測，34處旱地地塊中10處輕旱，2處中旱，0處重旱，22處正常，全市旱情得到很大程度的緩解，全區域土壤墑情很好，本次降雨對緩解旱情起到重要作用。

6 結論與建議

滄州市2018年“4.21”春季強降雨過程，使滄州市大部分地區地下水位抬升，同時增加了白洋淀和大浪淀等洼淀蓄水量，在4月份這個降雨稀少的春季攔蓄了水資源，對研究本地區春季的降雨過程提供了科學的依據，也為更好實現雨水資源化提供了依據。同時，有如下建議：

6.1 加快智慧水文建設

智慧水文建設是智慧城市建設所不可或缺的一個重要環節和方面。降雨量的分析和研究是水文學的研究領域，尤其是極端降雨的研究。要以滄州市智慧城市建設為依托，將降雨、蒸發、徑流等水文學要素盡快匯入智慧城市建設的大數據庫中，形成智慧水文專項數據庫。將各種降雨尤其是罕見降雨過程充實到智慧水文數據庫中，為防汛抗旱、應急減災、自然資源管理等多部門提供可靠數據來源和技術支撐。

6.2 加強對比觀測研究

春季是一個少雨干燥的季節，本次“4.21”強降雨過程也是近年來所罕見的，水文部門和氣象部門要加強對比觀測，通過長系列同時期降雨量數值和天氣系統等要素分析是否具有相關性或相似性，通過天氣系統的演變來預測降水更進一步預測降水以外的各種影響因素，盡可能化害為利，在春季留住寶貴的水資源，以備不時之需。

6.3 增加城區調蓄空間

在舊城改造和新城開發中，必須適當控制建筑密度，強化城區園林管理，保護原有市區綠地，減少蓄水坑塘的填沒。綠化既能美化環境，又能有效地調節徑流量和減少雨水初期污染；同時蓄水坑塘可以存儲雨水產生的徑流，對于減緩市政管網排水壓力發揮著重要作用。

6.4 加強雨水資源利用

一方面雨水資源白白排泄掉，不能很好利用；另一方面由于生產生活需要，要引蓄長江水、黃河水等跨流域長距離調水。因此，雨水資源利用是變害為利，既可實現節約保護水資源又可實現減輕城區排水系統壓力，減輕內澇災害和改善生態環境等。

6.5 加強城市水文研究

根據歷次暴雨實測雨量值、實際積水等資料，建立符合滄州特色的模型，模擬不同重現期設計暴雨狀況下排水管道和節點在不同時段的工作狀態，找出主要的積水點位置、積水深度、積水面積。在新建、改建和擴建城市排水管網的時候，緊密結合城市水文研究成果，可以極大減少暴雨給城市帶來的澇災損失，這樣更具科學性和針對性。