滄州市三次臺風降雨對河道過水及地下淺層水位的影響分析和對策研究

(1.河北省滄州水文水資源勘測局，河北 滄州 061000；2.滄州市環境保護局，河北 滄州 061001)

2018年7月下旬至8月下旬，滄州市迎來了3次臺風(分別是7月23—24日安比臺風、8月14—15日摩羯臺風、8月19—20日溫比亞臺風)，受臺風的低壓影響，3次臺風降雨襲擾獅城。本文通過分析研究，對3次降雨的特點及造成的影響進行分析和定量研究，以期對防汛決策提供依據。

1 降雨特性對比分析

1.1 安比臺風降雨特性分析

7月23日安比臺風降雨統計時段是從7月23日8時至7月24日8時，共計24h。滄州市各縣(市)普降大到暴雨，全市平均降雨量45.8mm，主城區降雨69.7mm。本次降雨主要降雨時段在7月23日23時至24日7時，主要降雨時段持續約8h。其中最大1h降雨量出現在青縣王鎮店站，7月24日5—6時降雨量為41.2mm；最大3h降水量出現在河間市黎民居站，7月24日1—4時降水量為69.8mm；最大6h降水量出現在青縣曹寺站，7月24日1—7時降水量103.8mm。本次臺風暴雨最大點雨量出現在青縣木門店站，降水量114.0mm。暴雨籠罩面積見表1、降雨量分布如圖1所示。

表1 7月23—24日安比臺風雨暴雨籠罩面積

圖1 7月23—24日安比臺風雨降雨量分布

1.2 摩羯臺風降雨特性分析

8月14日臺風摩羯暴雨統計時段是從8月14日8時至8月15日8時，共計24h。滄州市東南部各縣(市)降大暴雨，局部特大暴雨，滄州市全市平均降雨量90.4mm，主城區降雨61.9mm。本次降雨主要降雨時段在8月14日12時至15日1時，主要降雨時段持續約13h。其中最大1h降雨量出現在鹽山縣城區站，8月14日16—17時降雨量為100.2mm；最大3h降水量出現在鹽山縣城區站，8月14日14—17時降水量為166.0mm；最大6h降水量出現在鹽山縣城區站，8月14日14—20時降水量281.2mm。本次臺風暴雨最大點雨量出現在鹽山縣城區站，降水量344.6mm。暴雨籠罩面積見表2、降雨量分布如圖2所示。

表2 8月14—15日摩羯臺風雨暴雨籠罩面積

圖2 8月14—15日摩羯臺風雨降雨量分布

1.3 溫比亞臺風降雨特性分析

8月19日臺風溫比亞暴雨統計時段是從8月19日8時至8月20日8時，共計24h。滄州市東南部各縣(市)降大到暴雨，局部大暴雨，全市平均降雨量30.0mm，主城區降雨46.4mm。本次降雨主要降雨時段在8月19日8時至19日17時，主要降雨時段持續約9h。其中最大1h降雨量出現在滄縣東關站，8月19日9—10時降雨量為45.2mm；最大3h降水量出現在黃驊市周青莊站，8月19日10—13時降水量為72.4mm；最大6h降水量出現在黃驊市周青莊站，8月14日9—15時降水量104.4mm。本次臺風暴雨最大點雨量出現在黃驊市周青莊站，降水量121.2mm。暴雨籠罩面積見表3、降雨量分布如圖3所示。

表3 8月19—20日溫比亞臺風雨暴雨籠罩面積

續表

圖3 8月19—20日溫比亞臺風雨降雨量分布

1.4 3次臺風降雨特性對比

3次臺風暴雨情況見表4。

2 河道過水情況對比分析

2.1 河道具體過水情況

7月23日安比臺風雨前滄州市汛期平均降雨量較常年同期偏少6.1%；本次降雨發生后，滄州市汛期平均降雨量較常年偏多11.4%。8月14日摩羯臺風雨前，滄州市汛期平均降雨量較常年同期偏少1.3%；本次降雨發生后，滄州市汛期平均降雨量較常年偏多24.0%。8月19日溫比亞臺風雨前，滄州市汛期平均降雨量較常年同期偏多20.7%；本次降雨發生后，滄州市汛期平均降雨量較常年偏多27.5%。

表4 3次臺風雨降雨情況

從以上數據可以看出，3次臺風降雨過程都很明顯，摩羯臺風雨過程最為明顯。3次臺風雨過后，分別對運東入海河道進行了巡測，有多條河道過水。河道流量表見表5。

表5 3次臺風雨后運東區河道過水情況

續表

從表5可以看出，安比臺風暴雨使4條入海河道產生徑流，最大流量為46.7m3/s，且持續過水時間較短，僅3d左右。這說明安比臺風雨強度不大，大部分降水滲入地下，補充了淺層地下水。

摩羯臺風暴雨使得10條入海河道產生徑流，與安比臺風暴雨相比，流量有了顯著的增大。其中宣惠河新立莊監測點流量達136m3/s，大浪淀排水渠曹莊子監測點流量達110m3/s。入海河道產生徑流增幅說明了摩羯臺風暴雨強度很大，歷時較長，這使得匯流時間縮短，水流流入河道時間縮短，流量顯著增大。

溫比亞臺風暴雨發生時間距摩羯臺風暴雨時間很短，摩羯臺風暴雨使得多縣(市)土壤含水率達到飽和，所以溫比亞臺風暴雨很容易產生徑流，加上摩羯臺風產生徑流沒有消退完畢等原因，使得有些入海河道流量增大。實測過程中，由于天氣轉好，溫比亞臺風暴雨過后沒有有效降雨，流量正在逐漸減小，有些河道流量已經減小為0。

2.2 對河道防洪安全影響分析

表5過水河道中宣惠河、大浪淀排水渠、南排水河、廖家洼排干、六十六排干、黃南排干、滄浪渠、北排水河均有堤防，故分析河道安全即分析暴雨產生的流量是否影響到堤防安全。從流量表可以看出：安比臺風暴雨產生的徑流量相對較小，故不會對河道防洪安全產生影響。

摩羯臺風暴雨產生的徑流量以及與溫比亞臺風暴雨疊加后產生的徑流量是近20多年來滄州市運東河道中產流最大的暴雨過程。除宣惠河、大浪淀排水渠、南排水河、廖家洼排干外其余河道流量相對較小，故不會對河道堤防造成影響，因此也影響不到河道防洪安全。根據2017年運東各河道實測大斷面資料數據分析，以上河道現狀過水能力均大于河道本次實際過水量，因此不會對河道堤防造成影響，故不會對防洪安全造成影響。

3 淺層地下水影響對比分析

3次臺風雨使得滄州市大部分縣(市)的地下水位得到明顯抬升，對于地下水量補充起到了顯著作用。

根據滄州水文水資源勘測局淺層地下水動態觀測站信息顯示，受到7月23日安比臺風暴雨的影響，滄州市7月底較6月底全市平均淺層地下水位平均抬升了0.36m，淺層地下水位抬升幅度較為明顯。滄州各縣(市)地下水位漲幅不一，其中孟村回族自治縣平均淺層地下水位增幅最大達到1.13m；其次是黃驊市，增幅為1.00m。受摩羯和溫比亞臺風暴雨共同影響，滄州市8月底較7月底全市平均淺層地下水位平均抬升了0.67m，淺層地下水位抬升非常明顯。滄州各縣(市)地下水位漲幅不一，其中孟村回族自治縣平均淺層地下水位增幅最大達到2.07m；其次是海興縣，增幅為1.81m。圖4為滄州市2018年部分縣(市)淺層地下水平均埋深。

圖4 2018年部分縣(市)淺層地下水平均埋深

由圖4可以看出，受到3次臺風雨影響，以上縣(市)淺層地下水平均埋深都發生了不同程度的減小。通過各縣(市)埋深折線段的斜率可以看出，除黃驊市外，其他縣(市)7—8月線段斜率比6—7月線段斜率大，這說明受到2次臺風雨影響的8月份比受到1次臺風雨影響的7月份淺層地下水埋深下降幅度更快。

4 對滄州主城區內澇情況對比分析

7月23日安比臺風暴雨穿越滄州市區，造成部分路段積水，據滄州水文水資源勘測局城市水文積水觀測信息顯示，其中解放路清真寺路段積水深度最高達0.28m，解放路五中路段積水最高達到0.20m，御河路化堪公司路段積水最高0.07m，對群眾出行造成一定影響。截止24日上午8∶00各積水路段逐漸退去，9∶00 所有路段恢復正常。

8月14日摩羯臺風暴雨在滄州市東部縣(市)雨強較大，對滄州市主城區沒有造成積水影響。

9月19日溫比亞臺風暴雨造成滄州市區部分路段積水，其中維明路市醫院段積水深度最高達0.40m，解放路清真寺路段積水深度最高達0.30m，對群眾出行造成一定影響。截止19日下午13∶00各積水路段積水逐漸消退，截至下午16∶00所有路段恢復正常。

從滄州市主城區受3次臺風雨影響市區產生的總量分析，相對于類似量級的雨量暴雨，主城區從積水深

度到消退時間都有了減小，這證明了滄州市雨污分流工程起到了較好的作用。

5 洼淀蓄水對比分析

安比臺風暴雨之前，大浪淀水庫水位11.22m，相應蓄水量為0.796億m3；白洋淀(十方院)水位6.73m，相應蓄水量2.761億m3。本次臺風暴雨過后，大浪淀水庫水位11.32m，相應蓄水量為0.812億m3；白洋淀(十方院)水位6.74m，相應蓄水量2.784億m3。暴雨之后，大浪淀水庫水位增長0.10m，降水使得蓄水量凈增加0.00916億m3(大浪淀水庫引水入庫量為0.00684億m3，降水量為相應蓄水量與引水量差值)；白洋淀(十方院)水位增長0.01m，相應蓄水量增加0.023億m3，入淀河道只有潴龍河、府河有流量，扣除河道入淀水量后，7月23日暴雨使得白洋淀相應蓄水量凈增加0.0163億m3。

摩羯臺風暴雨之前，大浪淀水庫水位11.69m，相應蓄水量為0.868億m3；白洋淀(十方院)水位6.95m，相應蓄水量3.263億m3。本次臺風暴雨過后，大浪淀水庫水位11.79m，相應蓄水量為0.889億m3；白洋淀(十方院)水位7.01m，相應蓄水量3.411億m3。暴雨之后，大浪淀水庫水位增長0.10m，降水使得蓄水量凈增加0.014億m3(大浪淀水庫引水入庫量為0.007億m3，降水量為相應蓄水量與引水量差值)；白洋淀(十方院)水位增長0.06m，相應蓄水量增加0.148億m3，入淀河道只有白溝引河、潴龍河、清水河、府河有流量，扣除河道入淀水量后，8月14日暴雨使得白洋淀相應蓄水量凈增加0.098億m3。

溫比亞臺風暴雨之前，大浪淀水庫水位11.84m，相應蓄水量為0.898億m3；白洋淀(十方院)水位7.07m，相應蓄水量3.583億m3。本次臺風暴雨過后，大浪淀水庫水位11.93m，相應蓄水量為0.913億m3；白洋淀(十方院)水位7.09m，相應蓄水量3.640億m3。暴雨之后，大浪淀水庫水位增長0.09m，降水使得蓄水量凈增加0.0076億m3(大浪淀水庫引水入庫量為0.0074億m3，降水量為相應蓄水量與引水量差值)；白洋淀(十方院)水位增長0.02m，相應蓄水量增加0.057億m3，入淀河道只有白溝引河、潴龍河、府河有流量，扣除河道入淀水量后，8月19日暴雨使得白洋淀相應蓄水量凈增加0.0276億m3。

6 結 論

a.安比臺風雨、溫比亞臺風雨主要降雨歷時短，都約為8～9h；摩羯臺風雨主要降雨歷時長，約為14h，約為前兩者的1.5倍。

b.摩羯臺風雨強度大，安比和溫比亞臺風雨強度小。據統計，前者1h雨量超過25mm的有143個站次，1h雨量超過50mm的有24個站次；而后兩者1h雨量超過25mm的總共有47個站次，沒有1h超過50mm的雨量站。

c.摩羯臺風雨全市日雨量比安比、溫比亞兩者之和大。據統計，摩羯臺風雨日雨量為90.4mm，而安比和溫比亞臺風雨日雨量之和為75.8mm。

d.摩羯臺風雨強度大，水流匯流速度加快，匯流時間相應縮短，水流以較短的時間流入河道，使得10條運東區的河道產生地表徑流，且流量較安比臺風雨顯著增大。

e.受到3次臺風雨影響，滄州大部分縣(市)淺層地下水埋深減小。8月份受到摩羯和溫比亞2次臺風暴雨影響，比受到1次安比臺風暴雨影響的7月份淺層地下水埋深下降幅度更快。

f. 3次臺風降雨中，安比和溫比亞使滄州市主城區產生了一定的城市內澇，摩羯臺風暴雨因為路徑原因沒有使滄州市主城區產生內澇。但是根據以往同量級雨量分析可知，由于滄州市最近幾年修建的雨污分流工程，積水深度和積水消退時間都降低和縮短了。

g.3次臺風降雨都使得滄州市洼淀蓄水量增加，摩羯臺風暴雨增加的最多，增加蓄水量約為安比和溫比亞2次臺風暴雨增加蓄水量的2倍。

7 雨水資源利用對策

7.1 加大雨水的貯留量

在滄州市主城區分布有一定面積的低洼地，有些是土質坑、塘之類的洼地，有些是被水泥硬化的停車場或其他場地。降雨過后，這些低洼地僅起到暫時積水的作用。若將低洼地作為一種向地下輸水的蓄水池或地下水回灌的一個水源，不僅可減輕洪水負擔，而且可以增加地下水源。可以對低洼地進行改造，并配以適當的引水、滲水措施增加雨水的貯留量。譬如對于沒有硬化的低洼地(如：土質洼地)，可將其表層土層更換成透水性較強的砂土層，就可以直接使積存的雨水下滲到地下，補充地下水；而對于硬化的低洼地(如：水泥地面)，則可以在其與地下蓄水池之間修建輸水管道或水溝，將水引入地下蓄水池。

7.2 增加透水建筑物的面積

為了增加透水建筑物的面積，可以將一些不透水地面換成透水地面，例如：可以在人行道、停車場、住宅小區中鋪設透水方磚，對傳統的鋪裝地磚進行革新，解決其透水性。同時，透水方磚下可以設置滲水溝、滲水井，并用沙石料回填。增加透水建筑物的面積，可以增加雨水下滲量，從而增加地下水補充量。因此道路、人行道、停車場經過改造，不但在城區內將增加可觀的地下水資源，而且還可以減少暴雨時產生的洪澇災害。

7.3 居住區修建地下蓄水池

居住區樓房頂部全部是不透水表面，樓前空地除草坪、樹木外，大部分是硬化的水泥地面，夏季大雨或暴雨后，很快形成徑流，若在樓前的空地下面修建地下蓄水池，就可以蓄存雨水。但在不降雨時可能會有灰塵或廢棄物進入，因此應在雨水進入水池前設置過濾設施或其他處理設施，防止水池的水質變臭或有異味。為了避免水池的水向周圍滲透而影響房屋安全，地下水池應作好防滲措施。對于有條件修建地下蓄水池的居民區或辦公區應盡可能修建這種蓄集雨水的設施，蓄存的雨水可以通過輸水管道供居民和辦公衛生、環境用水，如沖洗廁所、澆灌花草樹木等，既能節省自來水，緩解城市缺水問題，又能節約用水費用。

7.4 在主城區主干道路修建地下貯水設施

城市的主干道路比較寬闊，如滄州市的永濟路、新華路、清池大道、迎賓大道、解放路、海河路等路面一般寬10～30m，這些主干道連接城區其他道路，形成城區道路網絡。若在這些主干道下面修建一定數量的蓄水池，可以蓄存被瀝青硬化的道路上產生的雨水徑流。同時，既可以減少占地，又可以減少人為污染，蓄存的水量不僅可以用作噴灑路面、工業冷卻、綠地澆灌、清洗車輛等環境用水，而且可以將其輸送到人工湖美化環境。