滄州2017年“8·2”暴雨與2018年“8·14”臺風暴雨對比分析

回鳳林，哈建強，張進旗

（河北省滄州水文勘測研究中心，河北 滄州 061000）

滄州市東臨渤海灣、西鄰保定市、北鄰天津市、南部鄰衡水市和山東省德州市，全境屬于北溫帶半濕潤大陸性季風氣候區，春、夏、秋、冬四季分明，溫度差別很大。滄州市多年平均降水量為551 mm，約80%的降水集中在汛期（即6月1日—9月30日），其中8月是華北平原區的主汛期，也是滄州市降水最多的時期。

2017年8月2—3日，受減弱的臺風低壓和冷空氣的共同影響，滄州市出現暴雨天氣過程，以下稱作“8·2”暴雨。2018年8月14—15日，受臺風“摩羯”直接影響，滄州市出現暴雨天氣過程，以下稱作“8·14”暴雨，也是新中國成立以來直接影響滄州最大的一次臺風暴雨。這2次暴雨過程雨量大，具有典型代表性，通過定量分析，能夠為防汛、抗旱、減災和水資源管理等部門提供數據支撐。

1 暴雨特性對比分析

“8·2”暴雨從8月2日8時—3日8時作為統計時段，共計24 h。滄州市全地區平均降水量為67.2 mm，其中滄州主城區（新華區、運河區、開發區、高新區、滄縣城區）99.4 mm。

滄州全地區2017年共有雨量監測站167個。量級達到特大暴雨、降水量大于250 mm的雨量監測站有1個，不足全地區雨量監測站總數的1%；量級達到大暴雨、降水量小于250 mm且大于等于100 mm的雨量監測站有48個，約占全地區雨量監測站總數的27%；量級達到暴雨、降水量小于100 mm且大于等于50 mm的雨量監測站有44個，約占全地區雨量監測站總數的26%；量級達到大雨、降雨量小于50 mm且大于等于25 mm的雨量監測站有36個，約占全地區雨量監測站總數的22%；降水量小于25 mm的雨量監測站有38個，約占全地區雨量監測站總數的24%。

“8·2”暴雨主要降水時段為2017年8月2日14時—3日3時。2日13時 暴雨降水開 始，16時 開始雨勢逐漸增強，19時達到本次暴雨的頂峰；3日3時后降水強度顯著減小，5時基本結束。該強降水過程中，最大1 h降水量出現在渤海新區黃驊市黃驊港雨量監測站，發生時段為8月2日23時—3日0時，降水量達82.2 mm；最大3 h降水量也出現在黃驊港雨量監測站，發生時段為8月2日22時—3日1時，降水量達209.4 mm；最大6 h降水同樣也出現在黃驊港雨量監測站，發生時段為8月2日21時—3日3時，降水量達256.2 mm。該次臺風暴雨最大點雨量出現在渤海新區黃驊市黃驊港雨量監測站，降水量為271.4 mm。降水最大點黃驊港雨量監測站降水過程，如圖1所示。

圖1 “8·2”暴雨渤海新區黃驊市黃驊港雨量監測站降水過程

“8·14”暴雨主要降水時段為8月14日8時—15日8時，滄州市全地區平均降水量為90.4 mm，其中滄州主城區（新華區、運河區、開發區、高新區、滄縣城區）61.9 mm。

滄州全地區2018年共有雨量監測站180個。量級達到特大暴雨、降水量大于250 mm的雨量監測站有9個，約占全地區雨量監測站總數的5%；量級達到大暴雨、降水量小于250 mm且大于等于100 mm的雨量監測站有58個，約占全地區雨量監測站總數的33%；量級達到暴雨、降水量小于100 mm且大于等于50 mm的雨量監測站有29個，約占全地區雨量監測站總數的16%；量級達到大雨、降雨量小于50 mm且大于等于25 mm的雨量站有29個，約占全地區雨量監測站總數的16%；降水量小于25 mm的雨量監測站有55個，約占全地區雨量監測站總數的30%。

該次暴雨主要受臺風“摩羯”影響，降水集中在8月14日11時—15日2時。14日8時 暴雨降水開始，11時開始雨勢逐漸增強，19時達到本次暴雨的頂峰；15日2時后降水強度顯著減小，4時基本結束。該強降水過程中，最大1 h降水量出現在鹽山縣縣城雨量監測站，發生時段為8月14日16—17時，降水量達100.2 mm；最大3 h降水量也出現在鹽山縣縣城雨量監測站，發生時段為8月14日14—17時，降水量達166.0 mm；最大6 h降水量同樣出現在鹽山縣縣城雨量監測站，發生時段為8月14日14—20時，降水量達281.2 mm。由此可以看出，鹽山縣縣城雨量監測站為臺風“摩羯”強降水出現的最大點雨量，降水量達344.6 mm。降雨最大點鹽山縣縣城雨量監測站降水過程，如圖2所示?！?·2”暴雨與“8·14”暴雨降水情況對比，詳見表1。

圖2 “8·14”暴雨鹽山縣縣城站降水過程

表1 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨2場暴雨情況對比

2 河道過水情況和洼淀蓄水對比分析

2.1 河道過水情況對比分析

2017年“8·2”暴雨發生后，對滄州地區運東所有河道及時進行了查勘和巡測，經過查勘和巡測共有6條河道產流過水。通過巡測數據可知，6條過水河道中，曹莊子監測站（大浪淀排水渠）8月4日9時達到最大流量14.9 m3/s，南大港監測站（廖家洼排干）8月4日9時達到最大流量11.9 m3/s，許官監測站（六十六排干）8月3日9時達到最大流量8.29 m3/s，八里莊監測站（黃南排干）8月4日9時達到最大流量4.00 m3/s，孔莊子監測站（南大港水庫引水渠）8月3日9時達到最大流量3.47 m3/s，乾港監測站（老石碑河）8月3日9時達到最大流量2.89 m3/s。

2018年“8·14”暴雨過后，也對滄州地區運東所有河道及時進行了查勘和巡測，經過查勘和巡測共有10條河道產流過水，與2017年“8·2”暴雨相比，流量有了較大的增長，比較明顯的有：新立莊監測站（宣惠河）流量達136 m3/s，曹莊子監測站（大浪淀排水渠）流量達110 m3/s。從以上2個運東地區典型河道產生徑流增幅說明了“8·14”暴雨強度大、歷時長、匯流時間顯著縮短，這使得徑流流入河道時間大大縮短，河道流量出現了顯著增大。2次暴雨后河道流量對比，詳見表2。

表2 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨后河道過水情況對比m3/s

2.2 洼淀蓄水對比分析

2017年“8·2”暴雨之前，8月2日8時相關部門觀測數據顯示，白洋淀（十方院）水位（黃海高程，下同）6.41 m，相應蓄水量2.080億m3；大浪淀水庫水位11.15 m，相應蓄水量0.784億m3。本次臺風暴雨過后，8月3日8時相關部門觀測數據顯示，白洋淀（十方院）水位6.45 m，相應蓄水量2.147億m3；大浪淀水庫水位11.21 m，相應蓄水量0.794億m3。暴雨之后，白洋淀（十方院）水位增長0.04 m，蓄水量增加0.067億m3，南支和北支入淀9條河道中只有潴龍河和府河2條河流有較小的流量，扣除河道入淀水量后，“8·2”暴雨使得白洋淀蓄水量凈增加0.064億m3；大浪淀水庫水位增長0.06 m，蓄水量增加0.010億m3（大浪淀水庫平均入庫量與平均出庫量持平，蓄水增量全部來自降水）。

2018年“8·14”暴雨之前，8月14日8時相關部門觀測數據顯示，白洋淀（十方院）水位6.95 m，相應蓄水量3.263億m3；大浪淀水庫水位11.69 m，相應蓄水量0.868億m3。本次臺風暴雨過后，8月15日8時相關部門觀測數據顯示，白洋淀（十方院）水位7.01 m，相應蓄水量3.411億m3；大浪淀水庫水位11.79 m，相應蓄水量0.889億m3。暴雨之后，白洋淀（十方院）水位增長0.06 m，蓄水量增加0.148億m3，南支和北支入淀9條河道中只有白溝引河、府河、清水河、潴龍河4條河流有較小的流量，扣除這些河道入淀水量后，“8·14”暴雨使得白洋淀蓄水量凈增加0.098億m3；大浪淀水庫水位增長0.10 m，蓄水量增加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）。

從以上可以得出，此2場暴雨對2個洼淀蓄水量增加都起到了比較大的作用。“8·2”暴雨在大浪淀、白洋淀共蓄水約740萬m3，“8·14”暴雨在大浪淀、白洋淀共蓄水約1 120萬m3，洼淀蓄水情況對比詳見表3。

表3 “8·2”暴雨與“8·14”暴雨后洼淀蓄水情況對比

3 地下水影響對比分析

2017年“8·2”暴雨和2018年“8·14”暴雨都使得滄州地區大部分區域淺層地下水埋深減小，淺層地下水位都得到了較為明顯的抬升。根據滄州水文水資源勘測局淺層地下水動態監測站網計算，2017年8月底與7月底比較，滄州全地區平均淺層地下水埋深減小了1.12 m，特別是“8·2”暴雨過后，淺層地下水埋深減小較為明顯。各縣（市）地下水埋深減幅不一，其中孟村縣平均淺層地下水埋深減幅最大達到2.02 m，其次是南皮縣平均淺層地下水埋深減幅為1.90 m。2018年8月底與7月底比較，滄州全地區平均淺層地下水埋深減小了0.67 m，特別是“8·14”暴雨過后，淺層地下水埋深減小也較為明顯。滄州各縣（市）地下水埋深減幅不一，其中孟村縣平均淺層地下水埋深減幅最大達到2.07 m，其次是海興縣平均淺層地下水埋深減幅為1.81 m。2017、2018年部分縣（市）淺層地下水平均埋深，如圖3所示。

圖3 部分縣（市）淺層地下水平均埋深

由圖3可以看出，2017年7—8月以及2018年7—8月，由于受到2017年“8·2”暴雨和2018年“8·14”暴雨影響，大部分縣（市）淺層地下水平均埋深都不同程度地減小。而且，2018年7月淺層地下水平均埋深整體上都比2017年7月小，在經歷了“8·14”暴雨后，2018年8月淺層地下水平均埋深比2017年8月更是顯著減小。從做的斜率直線可以看出，“8·2”暴雨和“8·14”暴雨使淺層地下水埋深下降的速度基本相當。

4 土壤墑情影響對比分析

根據相關規定，土壤相對濕度＞60%為無旱（或稱為正常），50%＜土壤相對濕度≤60%為輕度干旱，40%＜土壤相對濕度≤50%為中度干旱，30%＜土壤相對濕度≤40%為重度干旱，土壤相對濕度≤30%為特別重度干旱。

相關部門土壤墑情監測站網信息顯示，“8·2”暴雨發生前，2017年7月21日對全滄州區域34處旱地地塊（不進行灌溉的地塊，下同）進行了土壤墑情實時監測，結果為：所有監測地塊中有5處重度干旱，6處中度干旱，12處輕度干旱，11處正常，干土層厚度為0～5 cm，旱情發生率為67.6%?！?·2”暴雨發生后，2017年8月11日對全滄州區域34處旱地地塊又進行了土壤墑情實時監測，結果為：所有監測地塊中有0處重度干旱，4處中度干旱，1處輕度干旱，29處正常，干土層厚度均為0～2 cm，旱情發生率為14.7%。

同樣，“8·14”暴雨發生前，2018年8月11日對全滄州區域34處旱地作物進行了土壤墑情實時監測，結果為：所有監測地塊中有1處重度干旱，2處中度干旱，7處輕度干旱，24處正常，干土層厚度均為0～4 cm，旱情發生率為29.4%?！?·14”暴雨發生后，2018年8月21日對全滄州區域34處旱地地塊又進行了土壤墑情實時監測，結果為：所有監測地塊中有0處重度干旱，2處中度干旱，1處輕度干旱，31處正常，干土層厚度均為0～3 cm，旱情發生率為8.9%。

從以上數據可以看出，2場暴雨過程都使得滄州區域內土壤墑情得到了增加?！?·14”暴雨過后，旱情發生率從發生前的29.4%下降為8.9%，土壤墑情得到了較為明顯的緩解?！?·2”暴雨前比“8·14”暴雨前旱地作物旱情發生率較高，故“8·2”暴雨發生后土壤含水率變化更多，旱情發生率從67.6%下降為14.7%，區域內土壤墑情顯著增加，旱情得到了很大程度的緩解。

5 結語

（1）“8·2”暴雨主要降水歷時比“8·14”暴雨短，前者主要歷時約為14 h，后者約為16 h。

（2）“8·2”暴雨降水強度比“8·14”暴雨稍大一些，但是最大1 h降水量后者大于前者。據相關統計，前者時雨量≥25 mm的有147站次，時雨量≥50 mm的有35站次，最大1 h降水量為82.2 mm；后者時雨量≥25 mm的有143站次，時雨量≥50 mm的有24站次，最大1 h降水量為100.2 mm。

（3）“8·2”暴雨日降水總量比“8·14”暴雨小。據相關統計，前者日降水總量為67.2 mm，而后者日降水總量為90.4 mm；后者約為前者的1.4倍。

（4）“8·2”暴雨對主城區降水影響比“8·14”暴雨大。前者24 h滄州主城區（新華區、運河區、開發區、高新區、滄縣城區）降水量為99.4 mm，而后者24 h滄州主城區（新華區、運河區、開發區、高新區、滄縣城區）降水量為61.9 mm。由此可知，前者對于城市防洪除澇影響更為顯著。

（5）“8·14”暴雨比“8·2”暴雨產生徑流的河道多，而且流量也顯著增大。前者由于局部地區降雨強度很大，匯流時間顯著縮短，使徑流流入河道時間大大縮短，徑流以較短的時間匯入河道，使10條滄州運東河道均產生地表徑流，而后者僅使6條河道產生徑流；且從河道產生的最大流量比較，前者約為后者的9倍。

（6）“8·2”暴雨和“8·14”暴雨都使滄州全區尤其是東南部各縣（市）淺層地下水平均埋深減小；通過做斜率線可以看出，兩者使淺層地下水埋深下降的速度基本相當。

（7）“8·2”暴雨和“8·14”暴雨都使滄州區域旱情發生率得到了不同程度的降低，由于前者發生前旱情發生率偏高，故發生后土壤墑情顯著增加，旱情發生率變化比后者大。