滄州市2021年“7·29”大暴雨過程簡析與思考

史洪飛 哈建強

(河北省滄州水文勘測研究中心，河北 滄州 061000)

1 概 述

近年來，由于全球氣候變暖產生了一系列極端天氣，暴雨就是其中一種。同時，隨著城市化進程的加快，城市暴雨特性分析對于研究城市防洪有著十分重要的意義。滄州市地處河北省東部，東臨渤海，是河北省3個沿海城市之一，汛期降雨量較多，尤其是7月下旬至8月上旬多極端暴雨天氣[1-2]。2021年7月下旬，受高空冷空氣和副熱帶高壓外圍暖濕氣流的共同影響，滄州市(含各縣市)出現暴雨天氣，這次暴雨過程是2021年最大暴雨過程。這場暴雨時空分布不均，暴雨過程對河道過水、平原洼淀蓄水、地下水位、城市積水均產生了一定的影響，對其進行定量分析對于研究城市防洪除澇減災有重要意義。

2 暴雨空間分布情況分析

2021年汛期以來(2021年6月1日8時至7月29日8時)，即該次暴雨過程產生之前，滄州市全域平均降雨量為272.1mm，較多年同期(1956—2005年系列)偏多19%。2021年7月29—30日(本文所述統計時段為7月29日8時至30日8時)，滄州市全境出現暴雨天氣，局部為大暴雨，全市平均降雨量為90.6mm，主城區運河區平均降雨量117.9mm，主城區新華區平均降雨量112.2mm。

根據滄州水文中心站網統計，滄州市共建設180處雨情站，本次暴雨(降雨總量用P表示)過程中24h降雨總量達到大暴雨量級(即100mm≤P<250mm)的雨情站有74個，占全市雨情站總量的41%；24h降雨總量達到暴雨量級(即50mm≤P<100mm)的雨情站有74個，占全市雨情站總量的41%；24h降雨總量達到大雨量級(即25mm≤P<50mm)的雨情站有17個，占全市雨情站總量的10%；24h降雨總量達到中雨量級(即10mm≤P<25mm)的雨情站有15個，占全市雨情站總量的8%。

此次暴雨過程覆蓋了包括各縣(市、區)在內的滄州市整個區域，采用泰森多邊形算法計算各縣(市、區)平均降雨量，泊頭市平均降雨量最大，為128.5mm。除泊頭市之外，平均降雨量大于100mm的縣(市、區)有吳橋縣119.1mm、運河區117.9mm、青縣113.4mm、滄縣113.2mm、新華區112.2mm、東光縣103.3mm。各縣(市、區)平均降雨量和相應最大雨量值見表1。

表1 暴雨過程各縣(市、區)平均降雨量 單位：mm

本次暴雨過程根據不同降雨量級統計暴雨籠罩面積，大暴雨量級(即100mm≤P<250mm)降雨落區總籠罩面積為5520km2，占滄州市(含各縣市，下同)總面積的40%；暴雨量級(即50mm≤P<100mm)降雨落區總籠罩面積為5946km2，占滄州市總面積的42%；大雨量級(即25mm≤P<50mm)降雨落區總籠罩面積為1389km2，占滄州市總面積的10%；中雨量級(即10mm≤P<25m)降雨落區總籠罩面積為946km2，占滄州市總面積的7%；小雨量級(即P<10mm)降雨落區總籠罩面積為169km2，占滄州市總面積的1%。暴雨籠罩面積分量級情況統計見表2，暴雨降雨量分布見圖1。

表2 暴雨籠罩面積分量級情況統計 單位：km2

圖1 (2021年最大暴雨過程)降雨量分布

3 暴雨時程分布情況分析

從時程分布總體情況分析該次暴雨過程，暴雨的主要降水時段為29日8時至22時，此期間的降雨量占該次暴雨總降雨量的84%。

從各雨情站單站分析，泊頭市尹店雨情站24h降雨量最大，24h降雨量達到197.0mm；其次是滄縣齊家務雨情站，24h降雨量為166.4mm。該次暴雨中最大1h降雨量發生在泊頭市尹店雨情站，降雨時段為7月29日11時至12時，1h降雨量為39.4mm；最大3h降雨量出現在泊頭市尹店雨情站，降雨時段為7月29日10時至13時，3h降雨量為96.2mm；最大6h降雨量也出現在泊頭市尹店雨情站，降雨時段為7月29日8時至14時，6h降雨量為139.2mm。部分站點主要降雨時段降雨量統計見表3，降雨(主要時段)平均時段降雨量見圖2。

表3 部分站點主要降雨時段降雨量統計

圖2 降雨(主要時段)平均時段降雨量

4 平原洼淀蓄水影響分析

滄州市的平原洼淀大浪淀水庫為滄州市重要水源地，分析其蓄水變量尤為重要[3]。本次暴雨之前，即7月29日8時，大浪淀水庫水位為10.16m，蓄水量為0.621億m3。本次暴雨末期，即7月30日8時，大浪淀水庫水位為10.22m，蓄水量為0.630億m3(按照實測數據，水庫平均入庫水量與平均出庫水量相當，蓄水變化量全部來自降雨)[4]。本次暴雨末期，由于大浪淀水庫庫面承接降雨，水位升高0.06m，水庫蓄水量增加0.009億m3，以上數據說明本次暴雨過程在增加平原水庫蓄水量方面起了重要作用[5]。

5 淺層地下水的影響分析

針對該次暴雨過程，本文選取了滄州市城區、泊頭市、滄縣、青縣等具有代表性的淺層地下水井，從暴雨發生初始時的7月29日8時開始，對這些淺層地下水井進行對比分析。

泊頭市城區站7月29日8時地下水埋深為6.92m，8月1日8時地下水埋深為6.62m,相當于水位抬升0.30m；滄縣望海寺站7月29日8時地下水埋深為1.77m，8月1日8時地下水埋深為1.50m,相當于水位抬升0.27m；青縣流河站7月29日8時地下水埋深為2.61m，8月1日8時地下水埋深為2.29m,相當于水位抬升0.32m；市區運河區大圈站7月29日8時地下水埋深為4.49m，8月1日8時地下水埋深為4.23m,相當于水位抬升0.26m。相關縣(市、區)代表性淺層地下水站埋深變化見圖3。

圖3 典型站地下水埋深變化過程線

該次暴雨過程對整個滄州市境內的淺層地下水位影響較大，滄州市各縣(市、區)(含主城區)除小部分區域埋深小幅增大外，其余各區域淺層地下水均得到了抬升，說明暴雨產生的徑流對于修復地下水生態以及補給淺層地下水資源發揮了重要作用。

6 主城區積水影響分析

該次年最大暴雨期間，滄州市主城區(運河區、新華區)一些路段出現不同程度的內澇積水，且各路段積水深度有較大差別。據滄州水文中心設立的城市水文監測站網信息，水月寺大街水月寺小學路段、解放西路署西街口路段、解放東路清真寺路段以及維明路市醫院路段等積水較為嚴重。滄州市主城區降雨時間較早，于29日8時開始但是雨強不大，隨著降雨時間延長，城市管網設計能力有限，低洼路段9時30分開始產生積水。站網信息系統顯示路段積水深度最大值分別為：水月寺大街水月寺小學路段11.6cm，解放西路署西街口路段40.0cm，解放東路清真寺路段53.8cm，維明路市醫院路段41.2cm。降雨強度在30日3時后顯著減小，各路段積水逐漸消退，經過數小時的排水，截至30日7時，各路段大部分已無積水，交通基本恢復通行；至30日下午13時左右，所有積水消退完畢，見圖4。

圖4 滄州市主城區路段積水過程線

7 優化措施

滄州市2021年最大暴雨過程，明顯抬升了滄州大部分區域的地下水位，一定程度地增加了平原洼淀蓄水量，存儲了寶貴的雨水資源，為研究相似類型、量級、特點的降雨過程提供了數據依據和重要例證[6]。與此同時，該次暴雨過程帶來的較重的城市內澇給滄州市主城區帶來了一定的影響，使得群眾出行受限。為更好地實現雨洪資源化，提出如下優化措施。

7.1 進行城市內澇治理專項研究

大力開展城市內澇專項治理工作，推進城市水文工作向縱深開展。城市水文工作是以研究城市積水為基礎，分析積水深度、消退時間，結合天氣預報信息、實際降雨信息、雨中水質和雨后水質分析以及市政管網等信息，提出內澇信息，為相關部門預警提供數據依據[7]。在易積水路段建立自動水深傳感裝置，實現自動傳輸數據，建立城市水文數據平臺，實時共享城市水文各種信息，并利用短信平臺向人民群眾推送積水信息[8]；同時，要根據歷次降雨積水資料，動態結合排水管網信息，建立適合滄州城市特色的數值模型，做到快速模擬。

7.2 加強非常規水資源利用的力度

雨洪資源是非常規水資源，是水資源的一部分，是常規水資源的有利補充。應制定相應政策，加強非常規水資源利用的力度，在滄州市資源型缺水的背景下，既變害為利又節約了水資源，更節約了跨流域調水的資金，政府可把節約下來的資金應用到其他民生領域，進一步惠及民生[9]。

7.3 提升城市管網排水能力

城市管網排水能力的大小是治理城市內澇的重要因素。隨著城市化進程的加快，城區面積不斷擴大、城市居民小區不斷增加，原有的城市排水管網設計標準已不能滿足現在的實際排水能力[10]。應根據2035年城市遠景目標規劃，科學合理設計城市管網，并盡快逐步提升排水能力，以滿足當今時代的需要。