近30年濟源市暴雨天氣特征分析及防災減災措施

于麗潔

濟源市氣象局，河南濟源 459000

暴雨和強降雨是我國主要的災害性天氣之一，因暴雨天氣引發的洪澇災害和次生災害嚴重威脅著人們生命財產安全和工農業生產工作的順利開展，全面了解區域內暴雨天氣特征是政府和氣象部門極為關注的問題。濟源市位于河南省西北部，其西部、北部為山區，而南部、東南部為丘陵，中部和東部則為平原，屬于暖溫帶大陸性季風氣候[1]。受到地形和氣候條件的共同影響，一旦濟源市出現暴雨天氣，極易引發洪澇災害，嚴重威脅著人們生命財產安全[2]。因此，通過對濟源市暴雨氣候規律和特征進行了統計分析，以期為今后暴雨預報和防災減災提供參考依據。

1 研究資料和方法

本研究資料主要來源于濟源市氣象部門1981—2020年逐日降水量資料。以20:00為界，定義日降水量≥50 mm作為一個暴雨日。以20:00為日界，將24 h內降水量達到50.0~99.9 mm統計為暴雨，達到100~249.9 mm統計為大暴雨，＞250.0 mm統計為特大暴雨。結合實際業務實踐需要，將暴雨的發生與影響范圍相結合，可以將暴雨劃分為局地暴雨、區域性暴雨、大范圍暴雨和特大范圍暴雨，其中局地暴雨持續時間在幾個或者幾十個小時，影響范圍在幾十到幾千平方千米之間；對于暴雨危害較強，在降水強度較大的情況下，極易引發嚴重的人員傷亡或者財產損失；對于區域性暴雨來說，持續時間在3~7 d之間，影響范圍在10萬~20萬km2，而產生的災情不太嚴重。若降雨強度達到極強時，會導致區域內出現較為嚴重的暴雨洪澇災害。本研究主要選用一元線性回歸法分析濟源市暴雨天氣特征。季節劃分采用常規劃分標準：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為9—11月、冬季為12月到翌年2月。

2 濟源市暴雨變化特征分析

2.1 降水量

2.1.1 年際降水量1991—2020年濟源市年降水量整體呈現增加的趨勢（圖1），變化傾向率為38.277 mm/10年，增加趨勢較為顯著。近30年濟源市降水量平均值為586.9 mm，其中年降水量的最大值為978.9 mm，出現在2003年；最小值為329.5 mm，出現在1997年，最大值大約是最小值的3倍，說明降水量年際變化波動幅度較大。結合平均值曲線，在2002年以前，濟源市大部分年份的降水量基本在平均值以下，屬于枯水期，只有極個別年份的降水量超過了平均值；從2003年開始，大部分年份的降水量基本都在平均值曲線之上，屬于豐水期。從趨勢圖來看，可以將近30年濟源市年降水量劃分為3個階段：1991—2003年濟源市降水量呈現出波動增加的趨勢，且2003年的降水量達到最高；2003—2013年降水量呈現出減少的趨勢；自2013年以來，降水量開始呈現出小幅度增加的趨勢，只是增加趨勢不顯著?？傮w來說，近30年濟源市降水量以增加趨勢為主。

圖1 1991—2020年濟源市逐年的降水量變化趨勢

2.1.2 月、季節降水量1991—2020年濟源市年內降水量具有單峰形變化特征（圖2），其中1—7月降水量逐月增加，自8月開始降水量逐漸減少。年內降水量的最大值出現在7月，高達141.8 mm，占年內降水量的24.2%，次大值則出現在8月，降水量為105.5 mm，占18.0%；最小值為5.5 mm，出現在12月，占年內降水量的0.9%，次小值為8.6 mm，出現在1月份，占1.5%。另外，年內降水主要出現在5—9月，這段時間的總降水量達到了445.2 mm，占全年總降水量的75.9%，且每月降水量均在50 mm以上。通過分析四季降水量可知，春季降水量為103.3 mm，占全年總降水量的17.6%，尤以5月降水量最大，高達52.0 mm，是春季降水量的50.3%；夏季降水量為316.2 mm，占全年總降水量的53.9%，尤以7月降水量最高，達到了141.8 mm，占夏季降水量的44.8%；秋季降水量為141.1 mm，占全年總降水量的24.0%，尤以9月降水量為最高，達到了77.0 mm，占秋季降水量的54.6%；冬季降水量為26.4 mm，占全年總降水量的4.5%，以2月降水量最高，達到了12.3 mm，占冬季降水量的46.6%。

圖2 1991—2020年濟源市年內的降水量變化趨勢

2.2 暴雨日數

2.2.1 年際暴雨日數1991—2020年濟源市暴雨日數整體呈現出增加的趨勢（圖3），變化傾向率為0.191 d/10年，增加趨勢不顯著。近30年濟源市暴雨日數共出現42 d，平均每年的暴雨日數為1.3 d，其中年暴雨日數的最大值為3 d，分別出現在1992年、2004年、2017年及2019年，而1993年、2002年、2008年、2009年及2014年共5年出現過暴雨天氣，占16.7%。結合平均值曲線，濟源市暴雨日數在平均值曲線上下來回波動。從逐年暴雨日數變化曲線圖來看，可以將近30年濟源市暴雨日數劃分為3個階段：1991—2004年濟源市暴雨日數整體呈現增加的趨勢；2004—2014年暴雨日數在呈現波動減少的趨勢；從2014年開始，暴雨日數則呈現出大幅度增加的趨勢?？傮w來說，近30年濟源市暴雨日數以增加趨勢為主。

圖3 1991—2020年濟源市逐年的暴雨日數變化趨勢

2.2.2 月、季節暴雨日數圖4為1991—2020年濟源市逐月暴雨日數變化圖，從圖中可以看出，近30年濟源市暴雨日數共出現42 d。暴雨天氣的年內分布呈現出拋物線型特征，5月份暴雨日數為2 d，出現頻率為4.8%，6月暴雨日數為7 d，出現頻率為16.7%，7月暴雨日數為19 d，出現頻率為45.2%，8月暴雨日數為8 d，出現頻率為19.0%，9月暴雨日數為5 d，出現頻率為11.9%，10月暴雨日數為1 d，占2.4%。由此不難發現，濟源市暴雨天氣主要出現在每年的7月，其次是8月，而11月到翌年4月基本沒有暴雨天氣出現。年內暴雨天氣主要出現在5—10月，尤以6—8月的暴雨天氣最集中，共有暴雨日數34 d，這段時間的暴雨天氣出現頻率大約是全年暴雨日數的81.0%。除了冬季外，濟源市春季、夏季和秋季均有可能出現暴雨天氣。其中，春季暴雨日數共出現2 d，占年內暴雨日數的4.8%；夏季暴雨日數共出現34 d，占年內暴雨日數的81.0%；秋季暴雨日數共出現6 d，占年內暴雨日數的14.2%。由此不難看出，濟源市年內暴雨天氣主要集中在夏季，其次是秋季，春季暴雨天氣出現頻率較低，而冬季幾乎沒有出現過暴雨天氣。

圖4 1991~2020年濟源市年內的暴雨日數變化

2.3 暴雨量

1991—2020 年濟源市年平均降水量為586.9 mm，而暴雨天氣的平均降水量為93.8 mm，暴雨天氣的降水量大約是年降水量的16.0%，說明暴雨降水量對年降水量的貢獻率達到了16.0%。結合1991—2020年濟源市逐年暴雨降水量對年降水量的貢獻率（圖5），由于1993年、2002年、2008年、2009年以及2014年共5年沒有出現過暴雨天氣，其對年降水量的貢獻率為0，而2019年濟源市的暴雨降水量高達178.3 mm，其對年降水量的貢獻率為32.6%，貢獻率較高，有11年的暴雨降水量對年降水量的貢獻率在20%以上，占36.7%。

圖5 1991—2020年濟源市逐年暴雨降水量對年降水量的貢獻率

3 暴雨產生的危害

由于暴雨來得快、雨勢猛烈，特別是對于持續性暴雨天氣來說，很容易導致大面積農田積水和城市內澇，甚至引發交通堵塞，車輛被淹。在影響工農業正常生產的同時，暴雨還嚴重威脅著人們的生命，進而造成嚴重的經濟損失。受低槽東移與低層低渦和切變線共同影響，2016年7月18日夜間到19日夜間濟源市出現了入汛以來最大范圍的強降水過程，降水過程累積雨量大、降水強度大。全市普降暴雨，局部大暴雨，其中西坪降水量為173.3 mm、鄭坪降水量為113.1 mm。此次降雨過程造成河流暴漲、路段塌方、部分護面墻和邊溝被沖毀、農田積水、農作物倒伏、房屋損壞（幸無人員傷亡），給人們的生產生活帶來一定的影響。據統計，農作物受災面積5 246 hm2，包括玉米、煙葉、大豆、蔬菜等，損壞蔬菜大棚250座；沖走魚2 000 kg，損壞電機2臺，冰箱3臺（沖走1臺），攪拌機1臺，沖毀車輛8輛，沖走牛羊等牲畜36頭（只），淹死雞1.1萬只，雞飼料5 t、精料15 t、干草60 t、青貯草1 000 t，塌方150余處，水毀路段18余處，其中西寺線K17路段水毀嚴重，涵洞淤塞22余處，邊溝淤塞700余m，水淹路段37余處，清虛橋、下冶橋泄水孔不通，橋面大面積積水。主要涉及大峪、王屋、下冶、承留、克井、坡頭、梨林、思禮、玉泉、玉川、虎嶺、高新地區。

2019年8月4 日20:00~5日08:00，濟源市普降中到大雨，局部暴雨大暴雨，其中最大降水出現在思禮鎮鄭坪村為197.5 mm。此次降雨造成部分水庫漲水、河流暴漲、道路塌方、房屋進水，幸無人員傷亡。災情主要涉及思禮鎮、王屋鎮、大峪鎮。經統計，全市受災人口3 922人，73處道路塌方，其中思禮鎮塌方71處，王屋鎮、大峪鎮各塌方1處；沖毀飲水管道約2 030 m；4家企業進水嚴重；居民住房進水10戶；5戶養殖場被淹，700余只下蛋母雞死亡；沖毀小橋3座、蓄水池2座。共造成全市直接經濟損失約436.7萬元，其中工礦企業損失約118萬元，基礎設施損失約304.95萬元，家庭財產損失約13.75萬元。災情發生后，濟源市委市政府高度重視，市長石迎軍、副市長侯波帶領人武部、水利局、氣象局、民政局等相關部門人員親臨現場，查看災情，現場指揮救災工作。各受災鎮迅速組織搶險救災人員、機械投入抗洪救災當中，并對災情進行核查和生產自救工作，災區群眾生產生活平穩有序。

4 暴雨防災減災措施

（1）積極開展洪澇災害風險評估和綜合區劃。對于濟源市氣象部門來說，為了全面了解濟源市洪澇災害分布特征、發生規律和形成原因，應在全市境內積極開展洪澇災害調查和風險區劃工作，并繪制全市洪澇災害風險圖，做好暴雨、冰雹、雷電災害等氣象災害重點防御區的劃分工作。

（2）完善氣象監測系統。濟源市氣象部門應加大資金投入，積極引進暴雨、雷電監測系統及交通氣象監測系統，并將其布設在城市、重要鄉鎮及重點區域；對于濟源市境內的中小河流域、山洪地質災害易發區，應加強氣象監測預報、預警工作，并在各個鄉鎮增大區域自動觀測站布設密度。

（3）加強暴雨洪澇災害預警預報平臺建設。應嚴格根據暴雨洪澇防災減災的相關要求，盡快在濟源市氣象部門內構建暴雨洪澇災害預警平臺，對暴雨洪澇災害進行統一服務和統一管。同時，要加強數據處理、信息共享、預測預報為一體的氣象業務平臺建設，以此大幅度提升氣象災害精細化預警能力，保證當地氣象災害監測預警受眾面超過90%。建立由手機短信發布子系統、無線預警專用發布和接收子系統，電視、廣播、網站、報紙等公共媒體發布子系統和衛星數字廣播接收系統組成的濟源市洪澇災害預警信息發布系統。并向濟源市洪澇災害易發區、頻發區的農村及城市公共場所第一時間傳遞洪澇災害預警信息，以確保突發性洪澇災害預警信息可進農村、學校、企事業單位、社區等，將洪澇災害對人們生命財產安全的危害降至最低，增強社會公眾防洪減災能力。

（4）提升暴雨洪澇防御能力。對于未來可能出現的暴雨洪澇災害，為防汛機構提供決策、防洪調度及搶險救災提供依據，濟源市旗下寧部門應提前制訂防御方案，并保證防洪搶險工作有章可循。相關單位應構建不同部門之間的協調機制，以確保防御標準內的暴雨洪澇不出險、不失事；將科學調度與全力搶險工作相結合，以保證重要水利工程的安全運行，防止出現人員傷亡，將經濟損失降至最低。