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【摘 要】本文分析了海河流域的暴雨洪水得成因,探讨了海河流域暴雨洪水特性,并针对该区域暴雨洪水年际变化相当剧烈,暴雨洪水峰高量大,由暴雨形成的洪峰模数相当突出的具体情况,提出了减轻洪水灾害应采取的对策措施,对海河流域防御特大洪水具有一定的指导意义。
【关键词】暴雨成因; 洪峰流量; 洪水总量 ;海河流域
The flood characteristic of the sea river area rain-storm beginning Xi
Ying Shi-yong1,Zhang Qi1,Zhe Shi-ze2
(1. Hebei province the stone Jin infuse a dike big Tsun 6 administrative office Ningjin Hebei 055550;2. Hebei province hydrology water resources survey a bureau Xingtai Hebei 054000)
【Abstract】This text analysis sea river the rain-storm flood of the area get become because of, study the flood characteristic of the sea river area rain-storm, and aim at that rain-storm flood in the district for year border variety equal violent, rain-storm flood Feng Gao have great capacity, Hong Feng become by rain-storm mold number equal outstanding of concrete circumstance, put forward to ease flood disaster should adopt of counterplan measure, to sea river area defense especially the flood have certain of instruction meaning.
【Key words】The rain-storm become because; The discharge of flood; Flood total amount;Haihe river valley
1. 流域概况
海河流域位于东经1120～1200,北纬350～430之间,东临渤海,南界黄河,西靠云中、太岳山,北依蒙古高原。流域总面积32.0Km2,其中,山区面积18.9万Km2,平原面积13.1Km2。海河流域总的地势是西北高、东南低。燕山、太行山等山脉自东北至西南形成一道高耸的屏障,环抱平原,海河平原地势自西、北、西南三面向渤海湾倾斜。山嵴海拔多在1400~2000m之间,五台山呈陡峰海拔3061m,为流域最高峰。山地和平原近乎直接相交,丘陵过度段甚短。海河平原坡降变化较大,山前平原一般为1/300~1/2000,中部平原1/2000~1/10000,东部平原1/10000~1/15000。
海河流域土壤划分为内蒙古高原粟钙土区、华北山地棕壤土区和海河平原黄垆土潮土盐土区三个区。海河流域植被划分为内蒙古高原温带草原区、华北山地暖温带落叶阔叶林区、海河平原暖温带落叶阔叶林栽培作物区三个区。海河流域天然植被大都遭到人为砍伐破坏,只有高程较高的山区有少量自然植被分布。天然次生林主要分布在海拔1000m以上的山峰和山脉。燕山、太行山迎风坡由于存在年降水量600mm以上的狐形多雨带,植被生长良好,形成了一个绿色屏障。燕山、太行山背风坡由于受到山脉阻隔,降雨量只有400mm左右,植被稀疏,生态系统脆弱。
2. 流域暴雨成因分析
2.1 较大强度经向环流影响。
较强的经向环流是海河流域产生大暴雨的主要天气背景,根据实测资料统计,产生大暴雨其天气背景为经向环流的占57.1%,其它类型占42.9%。根据同期26次历时在三天以上的大暴雨统计,有73.1%的天气背景为经向型。可见降雨历时越长,次总雨量越大的暴雨,发生在经向型天气背景的机会越多。若按暴雨发生的时间进行统计,全流域发生在七月下旬至八月上旬的暴雨,其中由于经向型环流造成的占58.0%。若按暴雨中心发生的位置进行统计,发生在迎风山区的大暴雨,其中经向性天气系统引起的占62.8%,可见经向型环流为背景的大暴雨,发生在山前区的机会较多。
2.2 主要影响系统及其与大气环流的配置情况分析。
(1) 本流域由台风、台风倒槽影响系统形成的大暴雨占总统计次数的4.8%,这类暴雨达到背风区的机会很少,即使偶然达到了,其暴雨中心强度也远小于山前区;这类暴雨强度较大,其中心24h雨量都接近或超过300mm。(2)西南涡影响系统形成的暴雨占总数的8.7%,全流域都有可能发生这里暴雨,有70%的这类暴雨相应的500毫巴环流型为经向型,这类暴雨中心24h雨量可达到的量级变化较大,如1954年十里铺24h暴雨量405.0mm,1963年獐貘24h暴雨量达到961.5mm,这些特大记录都是由这类暴雨产生的。(3)西北涡影响系统形成的暴雨占总统计数的11.1%,在流域中部及北部都没有发生过这类暴雨,这类暴雨的42.8%的500毫巴环流型为径向型,这类暴雨的量级变化较大。(4)东蒙低涡系统形成的暴雨占总统计数的7.9%。该类暴雨一般发生在滦河、潮白河、蓟运河水系,该类暴雨有80%的500毫巴环流型为非经向型。(5)西风槽影响形成的暴雨占总数的23.8%,这类暴雨中心发生在流域南部和大清河、永定河背山区的机会较少,有55%的该类暴雨500毫巴环流型为经向型,该类型暴雨雨量较小,仅15%的暴雨中心24h雨量接近或超过300mm。(6)切变线影响系统形成的暴雨占统计总数的38.1%,该类暴雨在全流域面上都有可能发生,但其雨区面积较小,有62.5%的暴雨暴雨500毫巴环流型为经向型,有30%的暴雨中心24h雨量超过300mm[1]。
2.3 中、小尺度扰动及阻塞天气形式。
据分析,大尺度天气系统的动力条件,在24小时内只能产生60mm以下的降水,本文统计的大暴雨,都是在由大尺度降水天气系统的同时伴随有中、小尺度系统产生所造成的。由于中、小尺度系统生命史较短,在一般情况下移动速度也较快,因此它与大尺度系统一起伴随过境,所形成的暴雨量也不一定十分突出。但当大气环流产生了明显的阻塞形势,致使这些系统移动很慢,停滞在某一地点,就地徘徊、打旋等,或由于一定气流条件的引导,使若干中、小尺度系统向一个地点辐合,后先后接踵一个路线过境,这些情况都会造成一个地点发生特殊的大暴雨,如海河流域“63.8”暴雨。由以上统计结果可以看出,大尺度的降雨天气系统伴生着中小尺度系统,因而造成较大的暴雨中心的情况是经常发生的,但中小尺度系统静止、徘徊、辐合、重复等情况引发的特大暴雨是十分罕见的。另外,阻塞的环流形式,不但能造成特大的日降水量,而且还会延长整个的雨期,如本流域历时三天以上的大暴雨大部分是由于阻塞的环流形势所造成的,在有利的水汽条件的配合下,一场降水往往产生很大的降水总量[2]。
3. 流域特大暴雨强度分析
本流域地处半干旱区,在中国东部为降水量最小的地区,多年平均降水量比江南小一倍以上,比东南沿海小近两倍,但本流域局部暴雨记录也相当可观,其中1～7天记录接近国内实测记录。具体情况见表1。
表1 海河流域暴雨实测最大记录与国内实测记录比较(单位:mm)
历时海河流域实测最大记录国内实测最大记录
雨量地点时间雨量地点时间
1小时156河北辛集1959.7177.0广东台山1955.5.8
3小时291北京葫芦垡1959.8334.0广东阳江1970.5.11
6小时426河北獐貘1963.8432.0广东阳江1970.5.11
12小时678河北獐貘1963.8664.0广东阳江1970.5.11
24小时950河北獐貘1963.8672.0台湾新寮1967.10.17
3日458河北獐貘1963.82749.0台湾新寮1967.10.17
7日2051河北獐貘1963.8
4. 流域洪水特征分析
如前所述本流域各种历时的暴雨强度在全国都名列前茅,由于本流域内山丘区的坡度陡峭,植被较差, 因此有些河流的洪水模数与全国相比也是相当可观的[3]。洪峰流量情况见表2。
表2 海河流域部分站实测最大洪水统计表
站名流域面积Km2洪峰流量m3/s发生日期年.月.日备注
李思庄10014401963.8.7河北完县
西台峪12739901963.8.4河北临城县
南青山23435001963.8.4河北邢台县
临城384 55651963.8.4河北临城县
小陈庄56047501959.7.22河北秦皇岛
漫水河66644001888北京房山
朱庄132083601963.8河北沙河县
台口2100108501963.8.6河北永年县
临洺关234123001963.8河北永年县
王快377095201963.8.7河北曲阳
张坊4810185001801北京房山
滦县44100340001962.7.27河北滦县
5. 结语
本文通过对海河流域暴雨洪水特性的分析可以看出,海河流域暴雨的成因是相当复杂的,暴雨洪水具有突发性强,暴雨量大,洪峰流量较大等特点[4],历次洪水给海河流域人民的生命和财产带来了巨大损失。今后应进一步加强暴雨洪水及产汇流规律研究 ,提高水文勘测及预报精度,加大防洪工程投入,建设水库、河道洪水联合调度体系,在城乡建设和经济发展过程中必须与防汛结合起来,按 规划继续治理海河,完善防洪工程体系,提高防洪能力,确保人民生命财产安全。
参考文献
[1] 水利部海河水利委员会,水利部天津勘测设计院,海河流域1963年8月暴雨洪水分析报告,1988
[2] 水利部海河水利委员会,海河流域暴雨洪水分析[M],1983.
[3] 水利部海河水利委员会,海河流域实用水文预报方案[M],1992.
[4] 河北省水利水电勘测设计院,滏阳河中游洼地洪灾风险研究技术报告[M],1992.
[文章编号]1619-2737(2010)09-20-203
【关键词】暴雨成因; 洪峰流量; 洪水总量 ;海河流域
The flood characteristic of the sea river area rain-storm beginning Xi
Ying Shi-yong1,Zhang Qi1,Zhe Shi-ze2
(1. Hebei province the stone Jin infuse a dike big Tsun 6 administrative office Ningjin Hebei 055550;2. Hebei province hydrology water resources survey a bureau Xingtai Hebei 054000)
【Abstract】This text analysis sea river the rain-storm flood of the area get become because of, study the flood characteristic of the sea river area rain-storm, and aim at that rain-storm flood in the district for year border variety equal violent, rain-storm flood Feng Gao have great capacity, Hong Feng become by rain-storm mold number equal outstanding of concrete circumstance, put forward to ease flood disaster should adopt of counterplan measure, to sea river area defense especially the flood have certain of instruction meaning.
【Key words】The rain-storm become because; The discharge of flood; Flood total amount;Haihe river valley
1. 流域概况
海河流域位于东经1120～1200,北纬350～430之间,东临渤海,南界黄河,西靠云中、太岳山,北依蒙古高原。流域总面积32.0Km2,其中,山区面积18.9万Km2,平原面积13.1Km2。海河流域总的地势是西北高、东南低。燕山、太行山等山脉自东北至西南形成一道高耸的屏障,环抱平原,海河平原地势自西、北、西南三面向渤海湾倾斜。山嵴海拔多在1400~2000m之间,五台山呈陡峰海拔3061m,为流域最高峰。山地和平原近乎直接相交,丘陵过度段甚短。海河平原坡降变化较大,山前平原一般为1/300~1/2000,中部平原1/2000~1/10000,东部平原1/10000~1/15000。
海河流域土壤划分为内蒙古高原粟钙土区、华北山地棕壤土区和海河平原黄垆土潮土盐土区三个区。海河流域植被划分为内蒙古高原温带草原区、华北山地暖温带落叶阔叶林区、海河平原暖温带落叶阔叶林栽培作物区三个区。海河流域天然植被大都遭到人为砍伐破坏,只有高程较高的山区有少量自然植被分布。天然次生林主要分布在海拔1000m以上的山峰和山脉。燕山、太行山迎风坡由于存在年降水量600mm以上的狐形多雨带,植被生长良好,形成了一个绿色屏障。燕山、太行山背风坡由于受到山脉阻隔,降雨量只有400mm左右,植被稀疏,生态系统脆弱。
2. 流域暴雨成因分析
2.1 较大强度经向环流影响。
较强的经向环流是海河流域产生大暴雨的主要天气背景,根据实测资料统计,产生大暴雨其天气背景为经向环流的占57.1%,其它类型占42.9%。根据同期26次历时在三天以上的大暴雨统计,有73.1%的天气背景为经向型。可见降雨历时越长,次总雨量越大的暴雨,发生在经向型天气背景的机会越多。若按暴雨发生的时间进行统计,全流域发生在七月下旬至八月上旬的暴雨,其中由于经向型环流造成的占58.0%。若按暴雨中心发生的位置进行统计,发生在迎风山区的大暴雨,其中经向性天气系统引起的占62.8%,可见经向型环流为背景的大暴雨,发生在山前区的机会较多。
2.2 主要影响系统及其与大气环流的配置情况分析。
(1) 本流域由台风、台风倒槽影响系统形成的大暴雨占总统计次数的4.8%,这类暴雨达到背风区的机会很少,即使偶然达到了,其暴雨中心强度也远小于山前区;这类暴雨强度较大,其中心24h雨量都接近或超过300mm。(2)西南涡影响系统形成的暴雨占总数的8.7%,全流域都有可能发生这里暴雨,有70%的这类暴雨相应的500毫巴环流型为经向型,这类暴雨中心24h雨量可达到的量级变化较大,如1954年十里铺24h暴雨量405.0mm,1963年獐貘24h暴雨量达到961.5mm,这些特大记录都是由这类暴雨产生的。(3)西北涡影响系统形成的暴雨占总统计数的11.1%,在流域中部及北部都没有发生过这类暴雨,这类暴雨的42.8%的500毫巴环流型为径向型,这类暴雨的量级变化较大。(4)东蒙低涡系统形成的暴雨占总统计数的7.9%。该类暴雨一般发生在滦河、潮白河、蓟运河水系,该类暴雨有80%的500毫巴环流型为非经向型。(5)西风槽影响形成的暴雨占总数的23.8%,这类暴雨中心发生在流域南部和大清河、永定河背山区的机会较少,有55%的该类暴雨500毫巴环流型为经向型,该类型暴雨雨量较小,仅15%的暴雨中心24h雨量接近或超过300mm。(6)切变线影响系统形成的暴雨占统计总数的38.1%,该类暴雨在全流域面上都有可能发生,但其雨区面积较小,有62.5%的暴雨暴雨500毫巴环流型为经向型,有30%的暴雨中心24h雨量超过300mm[1]。
2.3 中、小尺度扰动及阻塞天气形式。
据分析,大尺度天气系统的动力条件,在24小时内只能产生60mm以下的降水,本文统计的大暴雨,都是在由大尺度降水天气系统的同时伴随有中、小尺度系统产生所造成的。由于中、小尺度系统生命史较短,在一般情况下移动速度也较快,因此它与大尺度系统一起伴随过境,所形成的暴雨量也不一定十分突出。但当大气环流产生了明显的阻塞形势,致使这些系统移动很慢,停滞在某一地点,就地徘徊、打旋等,或由于一定气流条件的引导,使若干中、小尺度系统向一个地点辐合,后先后接踵一个路线过境,这些情况都会造成一个地点发生特殊的大暴雨,如海河流域“63.8”暴雨。由以上统计结果可以看出,大尺度的降雨天气系统伴生着中小尺度系统,因而造成较大的暴雨中心的情况是经常发生的,但中小尺度系统静止、徘徊、辐合、重复等情况引发的特大暴雨是十分罕见的。另外,阻塞的环流形式,不但能造成特大的日降水量,而且还会延长整个的雨期,如本流域历时三天以上的大暴雨大部分是由于阻塞的环流形势所造成的,在有利的水汽条件的配合下,一场降水往往产生很大的降水总量[2]。
3. 流域特大暴雨强度分析
本流域地处半干旱区,在中国东部为降水量最小的地区,多年平均降水量比江南小一倍以上,比东南沿海小近两倍,但本流域局部暴雨记录也相当可观,其中1～7天记录接近国内实测记录。具体情况见表1。
表1 海河流域暴雨实测最大记录与国内实测记录比较(单位:mm)
历时海河流域实测最大记录国内实测最大记录
雨量地点时间雨量地点时间
1小时156河北辛集1959.7177.0广东台山1955.5.8
3小时291北京葫芦垡1959.8334.0广东阳江1970.5.11
6小时426河北獐貘1963.8432.0广东阳江1970.5.11
12小时678河北獐貘1963.8664.0广东阳江1970.5.11
24小时950河北獐貘1963.8672.0台湾新寮1967.10.17
3日458河北獐貘1963.82749.0台湾新寮1967.10.17
7日2051河北獐貘1963.8
4. 流域洪水特征分析
如前所述本流域各种历时的暴雨强度在全国都名列前茅,由于本流域内山丘区的坡度陡峭,植被较差, 因此有些河流的洪水模数与全国相比也是相当可观的[3]。洪峰流量情况见表2。
表2 海河流域部分站实测最大洪水统计表
站名流域面积Km2洪峰流量m3/s发生日期年.月.日备注
李思庄10014401963.8.7河北完县
西台峪12739901963.8.4河北临城县
南青山23435001963.8.4河北邢台县
临城384 55651963.8.4河北临城县
小陈庄56047501959.7.22河北秦皇岛
漫水河66644001888北京房山
朱庄132083601963.8河北沙河县
台口2100108501963.8.6河北永年县
临洺关234123001963.8河北永年县
王快377095201963.8.7河北曲阳
张坊4810185001801北京房山
滦县44100340001962.7.27河北滦县
5. 结语
本文通过对海河流域暴雨洪水特性的分析可以看出,海河流域暴雨的成因是相当复杂的,暴雨洪水具有突发性强,暴雨量大,洪峰流量较大等特点[4],历次洪水给海河流域人民的生命和财产带来了巨大损失。今后应进一步加强暴雨洪水及产汇流规律研究 ,提高水文勘测及预报精度,加大防洪工程投入,建设水库、河道洪水联合调度体系,在城乡建设和经济发展过程中必须与防汛结合起来,按 规划继续治理海河,完善防洪工程体系,提高防洪能力,确保人民生命财产安全。
参考文献
[1] 水利部海河水利委员会,水利部天津勘测设计院,海河流域1963年8月暴雨洪水分析报告,1988
[2] 水利部海河水利委员会,海河流域暴雨洪水分析[M],1983.
[3] 水利部海河水利委员会,海河流域实用水文预报方案[M],1992.
[4] 河北省水利水电勘测设计院,滏阳河中游洼地洪灾风险研究技术报告[M],1992.
[文章编号]1619-2737(2010)09-20-203