河北省特大暴雨特征及致灾原因分析

胡会芳 景华 魏军

摘要：分析“16·7”特大暴雨特征及致灾原因。“16·7”特大暴雨降雨量为河北省有气象记录以来第二多，暴雨覆盖范围刷新历史记录，日降雨量突破7月极值，降雨多集中在太行山区，且小时雨强大，持续时间长。共造成全省1 043.6万人受灾，直接经济损失约574.57亿元，从受灾行业来看，基础设施损失最为严重;从受灾区域看，中南部太行山区最重，尤以石家庄、邢台和邯郸3市最为严重。造成此次灾害的主要原因有：降雨强度大，持续时间长，山区部分地区达到百年一遇;太行山海拔落差大，地形因素导致易发山洪，是致灾的次要因素;多种灾害性天气并发，太行山区暴雨伴随强风，沿海大风引发风暴潮，加重灾害发生;不科学的人类活动，占据行洪河道，也是灾害扩大的原因之一。

关键词：“16·7”特大暴雨;灾情;致灾原因

中图分类号：P458.1+21.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）06-0078-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.06.015           开放科学（资源服务）标识码（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气过程（简称“16·7”）。“16·7”是河北省自1963年“63·8”特大暴雨以来最强暴雨天气过程，7月19—20日，河北省境内多地水系出现洪水，13处支流河堤溃口，给河北人民生命和财产造成了巨大的损失。近年来，针对暴雨灾害特征已开展了多项研究，闵爱荣等[1]对2008—2013年中国暴雨分布情况及变化趋势分析，表明中国年降水量分布总体趋势由西北向东南依次递增，平均每年约有58%的主要暴雨过程出现在6—8月，以7月最多。李慧芳等[2]认为海河流域东南部地区大雨以上级别强度大、雨日多。高佳琦等[3]以南京为例，利用水文模型得到不同重现期内不同历时的淹没水深。侯瑞钦等[4]分析了太行山地形对暴雨过程的影响，研究表明降水分布在太行山东部迎风坡上，且强降水中心与喇叭口地形相对应，地形雨特征明显。关铁生等[5]认为太行山前迎风坡为暴雨、径流高值区，暴雨、大暴雨日数增多，强度增大。宋善允[6]认为夏季暴雨雨日减少导致近50年京津冀地区夏季降水量减少，可能是环流背景改变所导致。於琍等[7]研究发现暴雨洪涝灾害造成的直接经济损失呈增加趋势，但直接经济损失占当年GDP的比例则呈下降趋势，受灾人口呈增加趋势，但因灾死亡人口呈下降趋势;暴雨洪涝灾害对农作物受灾面积和绝收面积的影响均呈微弱上升趋势。永杰等[8]对河南省海河流域“96·8”暴雨洪水灾害成因及对策进行分析，认为造成暴雨洪水灾害的主要原因为降水量大，淇河防洪设施不完善，卫河干流排水能力中间梗阻，河道淤积严重等;陆敬山[9]对“96·8”河北特大暴雨灾害天气及成因探析，发现洪涝灾害的主要原因是暴雨集中，强度大且时间短，加上太行山地形作用，河道工程管理维护不善，导致河道行洪区阻碍。顾孝天等[10]对2012年“7·21”北京暴雨的降水特征和城市内涝的致灾因子进行了分析。

河北省自有气象记录以来，共有4次特大暴雨过程，分别是“63·8”“96·8”“12·7”和此次“16·7”过程。依据142个国家站、2 731个区域站和1 171个水文站降水资料，142个国家站和464个区域站风速资料，分析“16·7”特大暴雨的总体特征，对灾情进行分行业和分区域分析，明确灾情特点，从降水量、地形、风灾等客观因素和人类活动的主观因素分析致灾原因，为以后暴雨洪涝灾害防御及科学防灾减灾提供重要的科学依据。

1  降水总体特征分析

1.1  过程降雨量之大，为有记录以来第二多

“16·7”全省平均降雨量146.0 mm，为有记录以来第二多，仅次于“63·8”。由图1可以看出，“16·7”过程全省除张家口、承德以及沧州南部和邯郸东部外，其他大部分地区降雨量达100～300 mm，其中，石家庄、邢台、邯郸3市的西部太行山区以及秦皇岛青龙燕山山区累计雨量超过400 mm。石家庄、邢台、邯郸以及保定的15个观测站过程雨量超过600 mm，站点过程最大降水量达816.5 mm（赞皇嶂石岩）。全省平均降雨量146.0 mm，仅次于“63·8”的321.4 mm，高于“96·8”的122.4 mm和“12·7”的60.2 mm，为河北省有气象记录以来第二多。全省有125个县区市排历史同期前三位，58个县区市排历史同期第一位（图2）。

1.2  强降雨范围广，暴雨覆盖区域刷新历史记录

“16·7”暴雨覆盖范围广，20日暴雨覆盖区域刷新历史记录。对有气象记录以来河北省4次特大暴雨过程（图3至图6）对比分析，“16·7”过程暴雨覆盖范围最广，除张家口北部和西南部、承德北部外，其他大部分区域降雨量超过50 mm，占全省总面积的85%;全省有117个县（市）降雨量超过100 mm，覆盖面积114 600 km2，范围超过“63·8”，其中，仅20日当天就有119个县（市）降雨量达到暴雨量级，为有气象记录以来暴雨范围之最。过程雨量超过200 mm的区域有36 400 km2，雨量超过300 mm的区域有8 400 km2，雨量超过400 mm的区域有2 400 km2，雨量超过500 mm的区域有500 km2。

1.3  降雨极端性强，多站日降水破历史7月极值

“16·7”有19个站日降雨量突破历史7月极值。全省有127个站出现暴雨，其中，有82个站出现大暴雨，2个特大暴雨，分别是19日武安273.3 mm和20日涿州257.5 mm。仅20日有119个站出现暴雨，81个站出现大暴雨，为历史单日暴雨、大暴雨覆盖范围最大日。过程期间，共有19个站日最大降雨量突破历史7月日雨量极值，其中，19日6个站降雨突破7月日雨量极值，20日有12个站突破历史极值。

1.4  地形分布特征明显，山区迎风坡降雨量大

“16·7”降雨地形分布特征明显，大值区集中在太行山前。由图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区域，石家庄地区有133个站降雨量超过250 mm，101个站超过300 mm，20个站超过500 mm，赞皇嶂石岩最大降雨量816.5 mm。邢台88个站降雨量超过250 mm，54个站超过300 mm，2个站超过500 mm，内丘太子岩累计最大降雨量517.9 mm。邯郸78个站降雨量超过250 mm，53个站超过300 mm，邯郸磁县陶泉乡降雨量最大，为783.5 mm。

1.5  降雨强度大，太行山区小时雨强最大

“16·7”总体降雨强度大，以太行山区小时雨强为最大。全省大部分县（市）最大小时雨强超过20 mm/h（图8），有42个县（市）的159个气象观测站最大小时雨强超过50 mm/h。其中，邯郸的磁县、邢台市区、邢台县以及石家庄的赞皇和平山5个县（市）的6个气象雨量观测站最大小时雨强超过100 mm/h，最大为139.7 mm/h，出现在太行山区赞皇县嶂石岩（19日16—17时）。

1.6  强降水持续时间长，太行山区尤为突出

“16·7”强降雨持续时间长，太行山前最为明显。“16·7”历时的72 h中，气象雨量观测中有58 h最大小时雨量超过20 mm，其中有35 h最大小时雨量达50 mm（图9），7月19日16—17时、18—19时、22—23时以及20日0—1时共4个时次降雨超过100 mm。

“16·7”过程中有23个雨量观测站强降水的时间在10 h以上，主要分布在太行山山区的元氏、井陉、赞皇、临城、磁县等县（市）和燕山山区的青龙（图9）。降雨过程中7月19日4—23时20 h，强降水雨带在石家庄、邢台、邯郸3地市西部太行山东麓稳定少动，其中邯郸磁县的陶泉乡站小时雨量超过20 mm的强降水持续时间最长，达16 h。

2  灾情特征分析

2.1  “16·7”全省受灾特征

“16·7”受灾人口多，直接经济损失最重，但GDP占比较“63·8”“96·8”轻。对河北省4次重大暴雨过程灾情（表1）分析可以看出，“16·7”过程全省受灾县（市）个数和直接经济损失最为严重，“63·8”过程受灾人口、倒塌房屋数量为4次过程之最，“12·7”过程农作物受災面积最大，总体来看，“63·8”灾损占GDP比重最大，“96·8”次之，“16·7”第三，“12·7”最轻。

2.2  “16·7”对太行山区18个重灾县直接经济损失的影响

从受灾范围看，中南部受灾较重，石家庄、邢台和邯郸3市直接经济损失占全省的91.99%，尤以太行山区最为明显。“16·7”共造成全省11个设区市152个县（市、区）1 043.6万人受灾，直接经济损失约574.57亿元;石家庄、邢台和邯郸3市直接经济损失约528.6亿元，约占全省92.0%，太行山区18个重灾县直接经济损失占87.6%。从图10可以看出，石家庄5个重灾县（区）占全省经济损失的30.9%，其中井陉县损失占14.8%;邢台市7个重灾县（区、市）占全省经济损失的25.0%，邢台县损失占11.7%;邯郸市6个重灾县（区、市）经济损失占全省的31.7%，其中武安市经济损失占17.1%，是整个“16·7”中经济损失最严重的地区。

2.3  “16·7”对河北省不同行业的影响

从致灾行业看，基础设施受损最重。“16·7”降雨强度大，持续时间长，致使山洪暴发、洪水猛涨，城市、农村均遭受严重的洪涝灾害，受灾对象从农业生产扩展到交通、电力、水利、通讯、工矿企业、公益设施以及家庭财产等。从图11可以看出，交通、电力、水利、通讯等基础设施损失最重，占总直接经济损失的43.7%;工矿企业损失次之，占23.0%;农业损失占19.8%，家庭财产损失占8.4%，公益设施损失占4.1%。

3  致灾原因分析

3.1  降雨强度大，持续时间长

“16·7”致灾的最主要原因是降雨强度大，持续时间长。“16·7”平均降雨量为146.0 mm，仅次于“63·8”过程;降雨强度强，小时降雨量大于20 mm且持续10 h以上的站达到23个（图9），绝大部分在石家庄、邢台和邯郸的西部山区，此外，邯郸的磁县、峰峰矿区、邢台市区、邢台县、内丘及石家庄的赞皇和平山等站小时最大降雨量超过100 mm。

保定、石家庄、邢台、邯郸的9个县（市）过程降雨量重现期超过50年一遇，其中，井陉、内丘、邢台、武安和容城超过100年一遇，绝大多数在保定、石家庄、邢台和邯郸的西部山区（图12），降雨量大是造成此次暴雨洪涝灾害的首要原因。

3.2  山区海拔落差大，利于山洪暴发

河北省西部为太行山山脉，海拔高度一般在1 200 m以上，海拔落差大，利于山洪暴发。由于太行山地形作用，强而集中的降雨发生在200～500 m的南北带状山脉上，洪水短时间内迅速汇集，沿河道急速下泄，太行山东麓海拔高度迅速下降，地形迅速由低山、丘陵过渡为平原，几百米落差使洪水携带着巨大的能量，是这次洪涝灾害加重的又一原因[9]。

保定以南太行山大部分山区出现山洪，最大洪峰超过5 m。石家庄子牙河水系的冶河平山水文站和微水水文站20日6时出现50年一遇的洪峰流量。7月19—20日，河北省境内漳卫南运河、子牙河水系、大清河水系、潮白蓟运河、滦河和冀东沿海诸河出现洪水，13处支流河堤溃口，造成损失严重。

3.3  多种灾害性天气并发，加重致灾程度

太行山前洪灾伴随风灾，致灾严重，沿海地区大风暴雨引发风暴潮导致受灾重。整个“16·7”期间，太行山区和沿海地区风级大，且持续时间长。太行山区以及沿海地区6级以上大风持续时间基本超过11 h，有24个站超过20 h（包括20 h），其中沧州和秦皇岛沿海的8个站超过30 h，其中沧州市埕海站最长持续时间达39 h（图13）。从风速（图14）来看，太行山区和沿海地区最大风速均在8级以上。

19日傍晚至20日早晨，正是太行山区雨势最强阶段，特大暴雨同时相伴6级以上强风，洪灾加风灾，致灾严重。沿海地区风力大，持续时间长，引发风暴潮，导致受灾严重，20日，河北省海区出现了9～10级大风，且处于渤海天文大潮期，持续向岸风（东到东南风）致使海水上涨，沧州海区逼近警戒潮位，秦皇岛海区达到黄色警戒潮位的高潮位，出现2.5～3.5 m的大浪，为1972年以来的最高潮位。7月20日，风暴潮灾害造成经济损失达7.67亿元。

3.4  不科学的社会活动，加重山区洪涝灾害

受地形影响，山区河道较窄，河道行洪区及沿岸涝灾较重，由于缺乏对大洪水的防范意识，部分河道被果树、房屋、沙石场、农作物、建筑垃圾等侵占，甚至部分村庄建在河道上，严重影响泄洪能力，加之河道工程管理维护不善，洪区内非法建筑和林果树木等植物阻碍水流，泄水不能及时排出，致使大堤决口，也是灾害扩大的原因之一。

4  小结

①“16·7”特大暴雨过程降雨量为有气象记录以来第二多，暴雨覆盖范围刷新历史记录，日降雨量突破7月极值，降雨多集中在太行山区，并且小时雨强大，持续时间长。②“16·7”特大暴雨过程造成全省受灾严重，总体受灾程度较“63·8”“96·8”轻。从空间分布来看，太行山前最为严重，从行业来看，基础设施受灾最重。③“16·7”特大暴雨过程致灾最主要原因是降雨强度大，持续时间长，山区部分地区达到百年一遇。④太行山海拔落差大，地形因素导致易发山洪，是致灾的次要因素。⑤多种灾害性天气并发，太行山区暴雨伴随大风，沿海大风引发风暴潮，加重灾害发生。⑥不科学的人类活动占据行洪河道，也是灾害扩大的原因之一。

参考文献：

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[2] 李慧芳，殷淑燕.海河流域不同等级降水强度和雨日的时空变化特征[J].中国农业气象，2014，35（6）：603-610.

[3] 高佳琦，沈天琦，朱晓晨.基于GIS的南京主城区暴雨内涝灾害脆弱性研究[J].湖北农业科学，2015，54（12）：2891-2896.

[4] 侯瑞钦，景  华，王丛梅，等.太行山地形对一次河北暴雨过程影响的数值研究[J].气象科学，2009，29（5）：687-693.

[5] 关铁生，姚惠明，吴永祥，等.海河流域極端暴雨特征及其天气成因[J].水文，2012，32（1）：80-83.

[6] 宋善允.河北气候特征及气候资源[J].石家庄：河北科学技术出版社，2016.39-42.

[7] 於  琍，徐  影，张永香.近25a中国暴雨及其引发的暴雨洪涝灾害影响的时空变化特征[J].暴雨灾害，2018，37（1）：67-72.

[8] 永  杰，刘富叶.河南省海河流域“96.8”暴雨洪水灾害成因及对策[J].水利水电工程设计，2001，20（1）：18-20.

[9] 陆敬山.“96·8”河北特大暴雨灾害天气及成因探析[J].农技服务，2009，26（3）：167-168.

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