暴雨洪水
暴雨洪水 (storm flood) 河流水量迅速增加,水位急剧上升的现象称之为洪水。按洪水的成因可分为暴雨洪水、融雪融冰洪水、冰凌洪水、水库冰湖溃坝洪水等。世界上大多数河流的洪水为暴雨洪水和融雪洪水。全球暴雨洪水量值最高的地区主要分布在北半球中纬度地带,我国绝大多数河流的洪水是由暴雨所形成。
按气象部门规定,日(24h)降雨量在50mm以上称之为暴雨;100mm~200mm为大暴雨;200mm以上称特大暴雨。我国除掉西部高寒山区和沙漠以外,绝大部分地区都可以产生暴雨,而大暴雨或特大暴雨,主要出现在广大的东部地区。日降雨量超过200mm的特大暴雨是很常见的,东南沿海、海河、淮河流域最大日降雨量可以达到800mm以上。1975年8月河南泌阳县林庄记录到的最大日雨量达到1060mm;1996年台湾阿里山日雨量高达1748.5mm。
暴雨强度大、笼罩范围广的大面积暴雨,是形成江河特大洪水的主要来源。我国大面积暴雨时、空尺度特征地区上有一定差别,黄河流域及其以北地区,一次大暴雨历时一般为2~7天,笼罩面积3万~10万平方公里,降水量100亿~550亿立方米;长江中下游一次大暴雨历时5~9天,笼罩面积10万~20万平方公里,总降水量300亿~700亿立方米;东南沿海热带风暴和台风引发的大暴雨,一般历时1~2天笼罩面积在8万平方公里以下,相应总降水量100亿~170亿立方米。
大范围暴雨主要由两类天气系统形成,一类是西风带低值系统,包括锋、气旋、切变线、低涡和槽等,影响我国大部分地区。这类暴雨一般持续时间长,覆盖面广,降水总量大,大江大河洪水主要由这类暴雨形成。另一类为低纬度热带天气系统,主要是热带风暴和台风,主要影响东南沿海地区和华南各省,洪水峰高量大,可以在较大范围造成严重的洪水灾害。此外西北干旱和半干旱地区,受夏季强对流天气影响易产生短历时局地性大暴雨。如1976年7月25日甘肃陇南宕昌县化马3h雨量达343mm,而暴雨范围仅50平方公里,这类短历时大暴雨,对局部地区可以造成毁灭性灾害。
每年大暴雨洪水发生的季节有一定规律。一般情况,4月上旬至8月中旬随着西太平洋副热带高压脊线从南向北移动,夏季集中雨带,也逐步从华南向江淮、华北、东北地区推进,依次形成4、5月珠江流域前汛期洪水,6、7月江淮梅雨锋暴雨洪水和7、8月华北、东北地区盛夏暴雨洪水。如果天气活动反常,副高脊线在华南上空停滞时间过长,长江中下游和淮河流域形成长时间梅雨期,连续出现大面积暴雨,江淮流域必将形成大范围洪涝灾害,1931、1954和1998年特大洪水,都是在这种天气背景下形成的。
7、8月当副高脊线北移,产生于西太平洋热带风暴和台风在东南沿海频繁登陆,我国南部地区出现第二次暴雨洪水高峰。少数台风深入内陆,与西风带低值系统结合,常常可以形成强度很高的大面积降雨。例如,1935年7月长江中游湘、鄂西地区持续5天特大暴雨,暴雨中心五峰累计雨量1281.8mm,暴雨区范围达12万平方公里,长江中游澧水、清江、汉江等大支流同时爆发特大洪水。澧水三江口水文站洪峰流量31,100立方米每秒,接近世界最大洪水外包值。1963年8月海河特大暴雨,1975年8月淮河上游特大暴雨都具有这种性质。
暴雨洪水的地区分布 从黑龙江省呼玛沿大兴安岭经阴山、贺兰山到西藏高原东南部,这条东北——西南向的斜线相当于年均24h雨量50mm等值线的位置,将我国大陆分成面积大致相等的东、西两大部分。东部地区暴雨发生的频率高、洪水量值大,是我国主要暴雨洪水区;西部地区虽然也可以产生暴雨,但发生的机会少,范围也比较局部。
东部地区一些河流,洪水量值之大也是很惊人的。1975年淮河上游特大暴雨洪水,汝河板桥流域面积768平方公里,洪峰流量13,000立方米每秒,浙江瓯江圩仁流域面积13,500平方公里,1912年8月发生了30,400立方米每秒特大洪水。据历史调查和实测洪水,一些河流最大洪水,流量接近世界同等面积的最高记录。
暴雨洪水的分布地区上有很大差别,有两条突出的高值带,一条分布在自辽东半岛往南至广西北部湾沿海山区和岛屿;另一条从燕山、太行山、伏牛山、雪峰山迎风山区,每1000平方公里最大流量均在8,000立方米每秒以上,最大可达15,000立方米每秒。此外还有几处局部高值区,即四川盆地周边山区,陕北高原以及幕阜山区,每1000平方公里最大流量6,000~8,000立方米每秒。西南岩溶地区和东北森林草原,洪水量值较低,每1000平方公里最大流量1,000~2,000立方米每秒。最大流量地区差异,反映了自然环境对洪水的影响。
东部地区暴雨洪水特点,除掉洪水量值特别大以外,还有一个重要特征是洪峰流量年际之间变化极不稳定。常遇洪水与偶尔发生的特大洪水,量值上有悬殊的差别。根据调查或实测到的最大流量与年均最大流量比较,长江以南地区可以相差2~3倍,黄河流域4~8倍,变幅最大的辽河、海河流域可以相差6~20倍,这种不稳定特征,给江河开发治理,水利工程建设带来很大难度。