河北省特大暴雨特征及致災原因分析

胡會芳 景華 魏軍

摘要：分析“16·7”特大暴雨特征及致災原因。“16·7”特大暴雨降雨量為河北省有氣象記錄以來第二多，暴雨覆蓋范圍刷新歷史記錄，日降雨量突破7月極值，降雨多集中在太行山區，且小時雨強大，持續時間長。共造成全省1 043.6萬人受災，直接經濟損失約574.57億元，從受災行業來看，基礎設施損失最為嚴重;從受災區域看，中南部太行山區最重，尤以石家莊、邢臺和邯鄲3市最為嚴重。造成此次災害的主要原因有：降雨強度大，持續時間長，山區部分地區達到百年一遇;太行山海拔落差大，地形因素導致易發山洪，是致災的次要因素;多種災害性天氣并發，太行山區暴雨伴隨強風，沿海大風引發風暴潮，加重災害發生;不科學的人類活動，占據行洪河道，也是災害擴大的原因之一。

關鍵詞：“16·7”特大暴雨;災情;致災原因

中圖分類號：P458.1+21.1 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）06-0078-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.015 ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

The analysis of the character and causes of the disaster of

the “16·7” rainstorm in Hebei province

HU Hui-fang1，2，JING Hua1，WEI Jun1，ZHANG Su-yun1，LI Jiao1

（1.Hebei Meteorological Disaster Prevention Center，Shijiazhuang 050021，China;

2.Key Laboratory of Meteorology and Ecological Environment of Hebei Province，Shijiazhuang 050021，China）

Abstract： The character and causes of the disaster of the “16·7” rainstorm in Hebei province were analyzed. The “16·7” torrential rainfall was the second since the meteorological record in Hebei province. The rainstorm coverage set a new record， daily precipitation exceeded the extreme value of July， precipitation concentrated in the Taihang mountains， and the rain was strong and lasted for a long time. It caused 10.436 million people was to be affected， and the direct economic loss was 57.457 billion in Hebei province. From the perspective of the affected industries， infrastructure losses was the most serious; From the disaster-stricken areas， the Taihang mountains in the south-central region were the heaviest， especially in Shijiazhuang， Xingtai and Handan. The main reasons of the disaster were： The precipitation intensity was large and lasted for a long time， and some areas in the mountainous areas reached once in a hundred years; The Taihang mountain had a large elevation difference， and topographical factors lead to flooding， which was the secondary factor for disasters; A variety of severe weather concurrency， heavy rains in the Taihang mountain were accompanied by strong winds， and coastal winds caused storm surges， aggravating disasters; Unscientific human activities occupying the flood channel were also one of the reasons for the expansion of the disaster.

Key words： “16·7” torrential rain; disaster; cause of disaster

2016年7月19—21日，河北省出現了特大暴雨天氣過程（簡稱“16·7”）。“16·7”是河北省自1963年“63·8”特大暴雨以來最強暴雨天氣過程，7月19—20日，河北省境內多地水系出現洪水，13處支流河堤潰口，給河北人民生命和財產造成了巨大的損失。近年來，針對暴雨災害特征已開展了多項研究，閔愛榮等[1]對2008—2013年中國暴雨分布情況及變化趨勢分析，表明中國年降水量分布總體趨勢由西北向東南依次遞增，平均每年約有58%的主要暴雨過程出現在6—8月，以7月最多。李慧芳等[2]認為海河流域東南部地區大雨以上級別強度大、雨日多。高佳琦等[3]以南京為例，利用水文模型得到不同重現期內不同歷時的淹沒水深。侯瑞欽等[4]分析了太行山地形對暴雨過程的影響，研究表明降水分布在太行山東部迎風坡上，且強降水中心與喇叭口地形相對應，地形雨特征明顯。關鐵生等[5]認為太行山前迎風坡為暴雨、徑流高值區，暴雨、大暴雨日數增多，強度增大。宋善允[6]認為夏季暴雨雨日減少導致近50年京津冀地區夏季降水量減少，可能是環流背景改變所導致。於琍等[7]研究發現暴雨洪澇災害造成的直接經濟損失呈增加趨勢，但直接經濟損失占當年GDP的比例則呈下降趨勢，受災人口呈增加趨勢，但因災死亡人口呈下降趨勢;暴雨洪澇災害對農作物受災面積和絕收面積的影響均呈微弱上升趨勢。永杰等[8]對河南省海河流域“96·8”暴雨洪水災害成因及對策進行分析，認為造成暴雨洪水災害的主要原因為降水量大，淇河防洪設施不完善，衛河干流排水能力中間梗阻，河道淤積嚴重等;陸敬山[9]對“96·8”河北特大暴雨災害天氣及成因探析，發現洪澇災害的主要原因是暴雨集中，強度大且時間短，加上太行山地形作用，河道工程管理維護不善，導致河道行洪區阻礙。顧孝天等[10]對2012年“7·21”北京暴雨的降水特征和城市內澇的致災因子進行了分析。

河北省自有氣象記錄以來，共有4次特大暴雨過程，分別是“63·8”“96·8”“12·7”和此次“16·7”過程。依據142個國家站、2 731個區域站和1 171個水文站降水資料，142個國家站和464個區域站風速資料，分析“16·7”特大暴雨的總體特征，對災情進行分行業和分區域分析，明確災情特點，從降水量、地形、風災等客觀因素和人類活動的主觀因素分析致災原因，為以后暴雨洪澇災害防御及科學防災減災提供重要的科學依據。

1 ?降水總體特征分析

1.1 ?過程降雨量之大，為有記錄以來第二多

“16·7”全省平均降雨量146.0 mm，為有記錄以來第二多，僅次于“63·8”。由圖1可以看出，“16·7”過程全省除張家口、承德以及滄州南部和邯鄲東部外，其他大部分地區降雨量達100～300 mm，其中，石家莊、邢臺、邯鄲3市的西部太行山區以及秦皇島青龍燕山山區累計雨量超過400 mm。石家莊、邢臺、邯鄲以及保定的15個觀測站過程雨量超過600 mm，站點過程最大降水量達816.5 mm（贊皇嶂石巖）。全省平均降雨量146.0 mm，僅次于“63·8”的321.4 mm，高于“96·8”的122.4 mm和“12·7”的60.2 mm，為河北省有氣象記錄以來第二多。全省有125個縣區市排歷史同期前三位，58個縣區市排歷史同期第一位（圖2）。

1.2 ?強降雨范圍廣，暴雨覆蓋區域刷新歷史記錄

“16·7”暴雨覆蓋范圍廣，20日暴雨覆蓋區域刷新歷史記錄。對有氣象記錄以來河北省4次特大暴雨過程（圖3至圖6）對比分析，“16·7”過程暴雨覆蓋范圍最廣，除張家口北部和西南部、承德北部外，其他大部分區域降雨量超過50 mm，占全省總面積的85%;全省有117個縣（市）降雨量超過100 mm，覆蓋面積114 600 km2，范圍超過“63·8”，其中，僅20日當天就有119個縣（市）降雨量達到暴雨量級，為有氣象記錄以來暴雨范圍之最。過程雨量超過200 mm的區域有36 400 km2，雨量超過300 mm的區域有8 400 km2，雨量超過400 mm的區域有2 400 km2，雨量超過500 mm的區域有500 km2。

1.3 ?降雨極端性強，多站日降水破歷史7月極值

“16·7”有19個站日降雨量突破歷史7月極值。全省有127個站出現暴雨，其中，有82個站出現大暴雨，2個特大暴雨，分別是19日武安273.3 mm和20日涿州257.5 mm。僅20日有119個站出現暴雨，81個站出現大暴雨，為歷史單日暴雨、大暴雨覆蓋范圍最大日。過程期間，共有19個站日最大降雨量突破歷史7月日雨量極值，其中，19日6個站降雨突破7月日雨量極值，20日有12個站突破歷史極值。

1.4 ?地形分布特征明顯，山區迎風坡降雨量大

“16·7”降雨地形分布特征明顯，大值區集中在太行山前。由圖7可以看出，“16·7”全省大于250 mm降雨主要集中在太行山前的區域，石家莊地區有133個站降雨量超過250 mm，101個站超過300 mm，20個站超過500 mm，贊皇嶂石巖最大降雨量816.5 mm。邢臺88個站降雨量超過250 mm，54個站超過300 mm，2個站超過500 mm，內丘太子巖累計最大降雨量517.9 mm。邯鄲78個站降雨量超過250 mm，53個站超過300 mm，邯鄲磁縣陶泉鄉降雨量最大，為783.5 mm。

1.5 ?降雨強度大，太行山區小時雨強最大

“16·7”總體降雨強度大，以太行山區小時雨強為最大。全省大部分縣（市）最大小時雨強超過20 mm/h（圖8），有42個縣（市）的159個氣象觀測站最大小時雨強超過50 mm/h。其中，邯鄲的磁縣、邢臺市區、邢臺縣以及石家莊的贊皇和平山5個縣（市）的6個氣象雨量觀測站最大小時雨強超過100 mm/h，最大為139.7 mm/h，出現在太行山區贊皇縣嶂石巖（19日16—17時）。

1.6 ?強降水持續時間長，太行山區尤為突出

“16·7”強降雨持續時間長，太行山前最為明顯。“16·7”歷時的72 h中，氣象雨量觀測中有58 h最大小時雨量超過20 mm，其中有35 h最大小時雨量達50 mm（圖9），7月19日16—17時、18—19時、22—23時以及20日0—1時共4個時次降雨超過100 mm。

“16·7”過程中有23個雨量觀測站強降水的時間在10 h以上，主要分布在太行山山區的元氏、井陘、贊皇、臨城、磁縣等縣（市）和燕山山區的青龍（圖9）。降雨過程中7月19日4—23時20 h，強降水雨帶在石家莊、邢臺、邯鄲3地市西部太行山東麓穩定少動，其中邯鄲磁縣的陶泉鄉站小時雨量超過20 mm的強降水持續時間最長，達16 h。

2 ?災情特征分析

2.1 ?“16·7”全省受災特征

“16·7”受災人口多，直接經濟損失最重，但GDP占比較“63·8”“96·8”輕。對河北省4次重大暴雨過程災情（表1）分析可以看出，“16·7”過程全省受災縣（市）個數和直接經濟損失最為嚴重，“63·8”過程受災人口、倒塌房屋數量為4次過程之最，“12·7”過程農作物受災面積最大，總體來看，“63·8”災損占GDP比重最大，“96·8”次之，“16·7”第三，“12·7”最輕。

2.2 ?“16·7”對太行山區18個重災縣直接經濟損失的影響

從受災范圍看，中南部受災較重，石家莊、邢臺和邯鄲3市直接經濟損失占全省的91.99%，尤以太行山區最為明顯。“16·7”共造成全省11個設區市152個縣（市、區）1 043.6萬人受災，直接經濟損失約574.57億元;石家莊、邢臺和邯鄲3市直接經濟損失約528.6億元，約占全省92.0%，太行山區18個重災縣直接經濟損失占87.6%。從圖10可以看出，石家莊5個重災縣（區）占全省經濟損失的30.9%，其中井陘縣損失占14.8%;邢臺市7個重災縣（區、市）占全省經濟損失的25.0%，邢臺縣損失占11.7%;邯鄲市6個重災縣（區、市）經濟損失占全省的31.7%，其中武安市經濟損失占17.1%，是整個“16·7”中經濟損失最嚴重的地區。

2.3 ?“16·7”對河北省不同行業的影響

從致災行業看，基礎設施受損最重。“16·7”降雨強度大，持續時間長，致使山洪暴發、洪水猛漲，城市、農村均遭受嚴重的洪澇災害，受災對象從農業生產擴展到交通、電力、水利、通訊、工礦企業、公益設施以及家庭財產等。從圖11可以看出，交通、電力、水利、通訊等基礎設施損失最重，占總直接經濟損失的43.7%;工礦企業損失次之，占23.0%;農業損失占19.8%，家庭財產損失占8.4%，公益設施損失占4.1%。

3 ?致災原因分析

3.1 ?降雨強度大，持續時間長

“16·7”致災的最主要原因是降雨強度大，持續時間長。“16·7”平均降雨量為146.0 mm，僅次于“63·8”過程;降雨強度強，小時降雨量大于20 mm且持續10 h以上的站達到23個（圖9），絕大部分在石家莊、邢臺和邯鄲的西部山區，此外，邯鄲的磁縣、峰峰礦區、邢臺市區、邢臺縣、內丘及石家莊的贊皇和平山等站小時最大降雨量超過100 mm。

保定、石家莊、邢臺、邯鄲的9個縣（市）過程降雨量重現期超過50年一遇，其中，井陘、內丘、邢臺、武安和容城超過100年一遇，絕大多數在保定、石家莊、邢臺和邯鄲的西部山區（圖12），降雨量大是造成此次暴雨洪澇災害的首要原因。

3.2 ?山區海拔落差大，利于山洪暴發

河北省西部為太行山山脈，海拔高度一般在1 200 m以上，海拔落差大，利于山洪暴發。由于太行山地形作用，強而集中的降雨發生在200～500 m的南北帶狀山脈上，洪水短時間內迅速匯集，沿河道急速下泄，太行山東麓海拔高度迅速下降，地形迅速由低山、丘陵過渡為平原，幾百米落差使洪水攜帶著巨大的能量，是這次洪澇災害加重的又一原因[9]。

保定以南太行山大部分山區出現山洪，最大洪峰超過5 m。石家莊子牙河水系的冶河平山水文站和微水水文站20日6時出現50年一遇的洪峰流量。7月19—20日，河北省境內漳衛南運河、子牙河水系、大清河水系、潮白薊運河、灤河和冀東沿海諸河出現洪水，13處支流河堤潰口，造成損失嚴重。

3.3 ?多種災害性天氣并發，加重致災程度

太行山前洪災伴隨風災，致災嚴重，沿海地區大風暴雨引發風暴潮導致受災重。整個“16·7”期間，太行山區和沿海地區風級大，且持續時間長。太行山區以及沿海地區6級以上大風持續時間基本超過11 h，有24個站超過20 h（包括20 h），其中滄州和秦皇島沿海的8個站超過30 h，其中滄州市埕海站最長持續時間達39 h（圖13）。從風速（圖14）來看，太行山區和沿海地區最大風速均在8級以上。

19日傍晚至20日早晨，正是太行山區雨勢最強階段，特大暴雨同時相伴6級以上強風，洪災加風災，致災嚴重。沿海地區風力大，持續時間長，引發風暴潮，導致受災嚴重，20日，河北省海區出現了9～10級大風，且處于渤海天文大潮期，持續向岸風（東到東南風）致使海水上漲，滄州海區逼近警戒潮位，秦皇島海區達到黃色警戒潮位的高潮位，出現2.5～3.5 m的大浪，為1972年以來的最高潮位。7月20日，風暴潮災害造成經濟損失達7.67億元。

3.4 ?不科學的社會活動，加重山區洪澇災害

受地形影響，山區河道較窄，河道行洪區及沿岸澇災較重，由于缺乏對大洪水的防范意識，部分河道被果樹、房屋、沙石場、農作物、建筑垃圾等侵占，甚至部分村莊建在河道上，嚴重影響泄洪能力，加之河道工程管理維護不善，洪區內非法建筑和林果樹木等植物阻礙水流，泄水不能及時排出，致使大堤決口，也是災害擴大的原因之一。

4 ?小結

①“16·7”特大暴雨過程降雨量為有氣象記錄以來第二多，暴雨覆蓋范圍刷新歷史記錄，日降雨量突破7月極值，降雨多集中在太行山區，并且小時雨強大，持續時間長。②“16·7”特大暴雨過程造成全省受災嚴重，總體受災程度較“63·8”“96·8”輕。從空間分布來看，太行山前最為嚴重，從行業來看，基礎設施受災最重。③“16·7”特大暴雨過程致災最主要原因是降雨強度大，持續時間長，山區部分地區達到百年一遇。④太行山海拔落差大，地形因素導致易發山洪，是致災的次要因素。⑤多種災害性天氣并發，太行山區暴雨伴隨大風，沿海大風引發風暴潮，加重災害發生。⑥不科學的人類活動占據行洪河道，也是災害擴大的原因之一。

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