沧州市2018年春季罕见强降雨分析研究

哈建强,史洪飞

(河北省沧州水文水资源勘测局，河北 沧州 061000)

1 概 述

沧州地处河北省东南部，属于温带半湿润大陆性季风气候，温差较大，四季分明，春季属于沧州市降雨量较少的时期之一。2018年4月21日，受暖湿气流和冷空气的共同影响，沧州市出现全区域罕见强降雨天气。本文对本次罕见强降雨过程进行定量研究，并对其影响进行分析。

2 本次降雨过程分析

2.1 本次降雨的时程分布

本次春季强降雨过程出现在沧州市区域内所有县(市、区)，主要发生在2017年4月21日(统计时段为4月21日8时至4月22日8时)，全市平均降雨量30.8 mm，沧州市区平均降雨量32.5 mm(运河区、新华区平均值)。本次降雨过程后，2018年1月1日以来沧州平均降雨量45.7 mm，较常年同期偏多33.6%。

本次春季降雨过程最大雨量出现在东光县于家桥站，达到56.0 mm；其次为东光县灯明寺站，达到52.8 mm；第三为沧县刘家庙站，达到50.4 mm。本次降雨最大1 h降雨量出现在任丘市吕公堡站，4月21日20:00-21:00降雨量为17.4 mm。最大3 h降雨也出现在任丘市吕公堡站，4月21日18:00-4月21日21:00降水量为29.2 mm；最大6 h降水也同时出现在任丘市吕公堡站，4月21日16:00-10月7日22:00降水量为39.8 mm。表1为部分时段降雨量统计表，图1为平均时段降雨量柱状图。

表1 4月21-22日部分时段降雨量统计表

图1 4月21-22日平均时段降雨量柱状图

2.2 本次春季降雨的空间分布

本次春季强降雨过程各县(市、区)除青县和任丘外面平均雨量均超过25 mm。面平均降雨量最大的为东光县，降雨量38.7 mm；其次为盐山县，降水量36.6 mm；第三为泊头市，降雨量35.8 mm。图2为本次春季强降雨各县(市)平均降雨量分布图。

图2 各县(市)平均降雨量分布图

沧州全市共有167个雨量站(沧州水文局站网数量)，降水量超过50 mm而小于100 mm达到暴雨量级的雨量监测站有4个，占全市雨量监测站总数量的2.4%；降雨量大于25 mm且小于50 mm的雨量监测站有107个，占全市雨量监测站总数量的64.1%；降雨量小于25 mm的雨量监测站有56个，占全市雨量监测站总数量的33.5%。图3为本次强降雨过程分级雨量站点数以及百分比图。

图3 沧州市“4.21”分级雨量站点数及百分比图

本次春季强降雨过程，降水量50.0～100.0 mm降雨总区域包围的面积为316 km2，占沧州市全市面积的2.4%；降水量25.0～50.0 mm降雨总区域包围的面积为10 862 km2，占沧州市全市面积的82.5%；降水量25.0 mm降雨总区域包围的面积为1 992 km2，占沧州市全市面积的15.1%。表2为本次春季降雨各县(市)平均雨量及降雨笼罩面积情况表，图4为本次降雨过程沧州市降雨量等值面图。

表2 沧州市“4.21”降雨各县(市)平均雨量及降雨笼罩面积情况表

图4 沧州市“4.21”降雨量等值面图

3 对本地河道过水和洼淀蓄水影响

3.1 洼淀蓄水影响

本次春季强降雨过程之前，4月21日8时，白洋淀水位6.82 m，蓄水量2.970×108m3；大浪淀水库水位10.45 m，蓄水量为0.668×108m3。本次降雨过后，4月22日8时，白洋淀水位6.83 m，蓄水量2.990×108m3；大浪淀水库水位10.46 m，蓄水量为0.670×108m3。本次降雨过程之后白洋淀水位增长0.01 m，蓄水量增加0.02×108m3(200×104m3)；大浪淀水库水位增长0.01 m，蓄水量增加0.002×108m3(20×104m3)。本次降雨过程对白洋淀和大浪淀水库蓄水量增加起到非常大的作用。

3.2 河道过水影响

沧州市今年河道多数干涸，由于本次强降雨历时较短，没有使入海河道产生径流，但是增加了常年过水河道的流量。本次降雨过程之前，4月21日8时，子牙新河献县进洪闸流量为3.90 m3/s(降雨前后闸门全部提出水面，属于自然流态)；本次降雨过后，4月22日8时，子牙新河献县进洪闸流量13.8 m3/s。通过以上数据可知，降雨使常年过水河道流量增加。

4 对全市浅层地下水的影响

根据本次春季降水量情况，选取沧州市西部、东部、南部以及近沧州市区的、具有代表性的浅层地下水站点进行分析，分析起始时间都选自降雨发生前的4月21日8时。

吴桥县杨家寺站4月21日8时浅层地下水埋深11.98 m，4月22日16时埋深11.77 m,埋深减小0.21 m，水位相应增加0.21 m；任丘市梁召站4月21日8时浅层地下水埋深11.55 m，4月22日16时埋深11.33 m,埋深减小0.22 m，水位相应增加0.22 m；海兴县张会亭站4月21日8时浅层地下水埋深0.64 m，4月22日16时埋深0.44 m,埋深减小0.20 m，水位相应增加0.20 m；沧县旧州站4月21日8时浅层地下水埋深0.68 m，4月22日16时埋深0.48 m,埋深减小0.20 m，水位相应增加0.20 m。

本次降雨过程对沧州市辖区内浅层地下水影响非常大，包括市区在内的各县(市、区)，除极特殊区域地下水埋深有很小幅度增大外，绝大多数区域浅层地下水埋深均不同幅度减小，抬升了浅层地下水位，对于补充地下水资源量和修复地下水生态系统起到十分重要的作用。部分代表性站点埋深变化图见图5。

图5 “4.21-22”部分代表性站点地下水埋深变化图

5 对全市土壤墒情影响

本次春季强降雨有效缓解了沧州市的旱情。据沧州市土壤墒情监测站信息显示，4月21日本次降雨过程发生之前对全市墒情站实施监测，34处旱地地块中，14处轻旱，5处中旱，1处重旱，14处正常，干土层厚度为0～5 cm。本次大范围春季较强的降雨过程后，5月1日对全市墒情站实施监测，34处旱地地块中10处轻旱，2处中旱，0处重旱，22处正常，全市旱情得到很大程度的缓解，全区域土壤墒情很好，本次降雨对缓解旱情起到重要作用。

6 结论与建议

沧州市2018年“4.21”春季强降雨过程，使沧州市大部分地区地下水位抬升，同时增加了白洋淀和大浪淀等洼淀蓄水量，在4月份这个降雨稀少的春季拦蓄了水资源，对研究本地区春季的降雨过程提供了科学的依据，也为更好实现雨水资源化提供了依据。同时，有如下建议：

6.1 加快智慧水文建设

智慧水文建设是智慧城市建设所不可或缺的一个重要环节和方面。降雨量的分析和研究是水文学的研究领域，尤其是极端降雨的研究。要以沧州市智慧城市建设为依托，将降雨、蒸发、径流等水文学要素尽快汇入智慧城市建设的大数据库中，形成智慧水文专项数据库。将各种降雨尤其是罕见降雨过程充实到智慧水文数据库中，为防汛抗旱、应急减灾、自然资源管理等多部门提供可靠数据来源和技术支撑。

6.2 加强对比观测研究

春季是一个少雨干燥的季节，本次“4.21”强降雨过程也是近年来所罕见的，水文部门和气象部门要加强对比观测，通过长系列同时期降雨量数值和天气系统等要素分析是否具有相关性或相似性，通过天气系统的演变来预测降水更进一步预测降水以外的各种影响因素，尽可能化害为利，在春季留住宝贵的水资源，以备不时之需。

6.3 增加城区调蓄空间

在旧城改造和新城开发中，必须适当控制建筑密度，强化城区园林管理，保护原有市区绿地，减少蓄水坑塘的填没。绿化既能美化环境，又能有效地调节径流量和减少雨水初期污染；同时蓄水坑塘可以存储雨水产生的径流，对于减缓市政管网排水压力发挥着重要作用。

6.4 加强雨水资源利用

一方面雨水资源白白排泄掉，不能很好利用；另一方面由于生产生活需要，要引蓄长江水、黄河水等跨流域长距离调水。因此，雨水资源利用是变害为利，既可实现节约保护水资源又可实现减轻城区排水系统压力，减轻内涝灾害和改善生态环境等。

6.5 加强城市水文研究

根据历次暴雨实测雨量值、实际积水等资料，建立符合沧州特色的模型，模拟不同重现期设计暴雨状况下排水管道和节点在不同时段的工作状态，找出主要的积水点位置、积水深度、积水面积。在新建、改建和扩建城市排水管网的时候，紧密结合城市水文研究成果，可以极大减少暴雨给城市带来的涝灾损失，这样更具科学性和针对性。