暴雨特性
由於夏季太平洋副熱帶高壓勢力加強,海河流域處於熱帶海洋氣團與極地大陸氣團交綏地帶,氣候濕潤,降雨增多。但歷年此氣團的進退時間、影響範圍、強度極不一致,流域的降水量變差很大,時常發生旱澇災害。流域最大24小時暴雨量均值為60~80mm,變差係數為0.6~0.8。是中國暴雨年際變化最大的地區之一。由於山脈地形的抬升作用,太行山、燕山迎風坡形成暴雨集中地區,著名的暴雨中心有河南省湯陰縣弓上;河北省永年縣臨關、內丘縣獐么縣、平山縣獅子坪、完縣司倉及遵化縣馬蘭峪等。流域內暴雨日數少,太行山、燕山迎風坡暴雨日數約2.5天,平原地區多為2天。年雨量的80%集中在7月和8月,其中7月下旬~8月上旬雨量約占汛期降水量的45%。暴雨強度大,中國大陸暴雨極值出現多出現在該流域,如河北省尚義縣玻璃溝1973年6月25日1.5小時降雨430mm,康保縣白腦包1972年6月25日2.5小時降雨550mm,內丘縣獐么1963年8月4日24小時降雨950mm,8月2~8日7天降雨2051mm。據1954~1975年日降雨量大於100mm的77次暴雨統計分析,西風槽、西南渦、西北渦、南北向切變線、東蒙古低渦、颱風或颱風倒槽是影響該流域暴雨的主要天氣系統。1963年8月上旬獐么特大暴雨則為切變、西風槽及西南渦相配合,並伴隨著中、小尺度擾動形成阻塞天氣造成的。
洪水特性
海河水主要來自夏季暴雨,暴雨洪水發生時問非常集中。據暴雨中心大於300mm的33次暴雨統計,有22次發生在7月下旬~8月上旬。洪水與暴雨相應,最大30天洪量一般占汛期(6~9月)洪量的50%~90%。而5~7天洪量可占30天洪量的60%-90%。洪峰多是尖瘦形。上游各支流,特別是位於太行山、燕山迎風坡的眾多支流,集水面積不大,但洪峰流量多達數千甚至上萬立方米每秒,洪峰模數很人,一般在1~10立方米/(秒﹒平方公里),少數河流可達立方米/(秒﹒平方公里),如滏陽河支流、泜河西台峪站集水面積124平方公里,1963年實測洪峰流量3900立方米/秒,洪峰模數高達31.4立方米/(秒﹒平方公里)。各河洪峰、洪量年際變化很大,如大清河北支拒馬河張坊站1965年洪峰流量僅44.9立方米/秒,而1801年調查洪峰流量為20000立方米/秒。流域內多數河流洪峰流量的C
v值為1.10~1.40,其中滏陽河及大清河為1.40~1.70,個別站如滏陽河東武仕站則達1.80。3~7天洪量的C
v值為1.20~1.40,其中沙河朱莊站為1.90;30天洪量的C
v值一般為1.00~1.20,滏陽河艾辛莊站高達1.60。海河流域主要河流洪水特徵值見表。典型洪水
該流域有水文記載以來,大洪水年有1917、1924、1939、1956、1963年等。根據資料,南部水系和北部水系的洪水一般不遭遇,當南系漳衛、子牙、大清等河發生特大洪水時,北系各河及東部平原洪水均較小。如1956年8月、1963年8月及1794年(清乾隆五十九年)等洪水。當永定河、北運河、潮白河及薊運河發生特大洪水時,南部各河洪水則較小,如1939年洪水。
1963年洪水
1963年洪水主要發生在漳衛、子牙、大清河3個河系,洪量之大,來勢之猛,影響範圍之廣,均為該流域所罕見。8月1日開始降雨,各河上游多出現2次洪峰過程,第1次在8月3~5日,第2次在8月6~8日。洪峰接踵而來,岳城、東武仕、臨城、崗南、黃壁莊、橫山嶺、王快、西大洋、龍門、安各莊等大中型水庫共攔蓄洪水31.18億立方米,相繼溢洪,許多中小型水庫漫壩溢流,有的發生了垮壩事故,有些河堤決口。
(1)漳衛河洪水。衛河支流淇河新村站8月8日洪峰流量5590立方米/秒,沿岸利用了長虹渠、小灘坡、白寺坡等所有滯洪區。漳河觀台站8月6日洪峰流量5470立方米/秒,南堤在三宗廟、二分莊等5處分洪入大名泛區,北堤在嚴橋決口,向黑龍港地區寅泄洪水12.96億立方米。漳河、衛河分洪潰口後,南運河稱鉤灣站8月10日洪峰流量仍達3240立方米/秒,8月13日向山東恩縣窪分洪6.77億立方米。
(2)子牙河洪水。滏陽河是特大暴雨中心區,也是洪水來量最多的地區,子牙河臨關站8月6日洪峰流量12300立方米/秒,沙河朱莊站同日洪峰流量8360立方米/秒。滹沱河崗南水庫8月7日最大入庫流量4390立方米/秒,冶河平山站5日洪峰流量8900立方米/秒,滹沱河黃壁莊水庫6日最大入庫流量立方米/秒,最大出庫流量6150立方米/秒。滹沱河幹流北堤在無極牛辛莊漫溢2.49億立方米/秒入大清河,在北中山以下安平劉莊等3處口門漫溢約2.O億立方米/秒入文安窪。子牙河與漳河決口洪水平地行洪,使冀南、冀中平原盡成澤國。8月12日石德鐵路衡水漫水段長達20km,最大流量達13900立方米/秒,洪水直瀉賈口窪。
(3)大清河洪水。拒馬河張坊站8月8日洪峰流量9920立方米/秒,瀦龍河北郭村站經上游水庫調洪後,8月8日洪峰仍達5380立方米/秒。白洋淀於8月11日在任丘小關扒口分洪入文安窪,14日淀內最高水位為10.18m,超過保證水位1.08m。上游洪水擴集天津市外圍後,充分利用附近窪地滯洪。文安窪8月30日最高水位為7.19m,東淀31日最高水位為7.06m,賈口窪8月20日最高水位為7.50m,均超過歷史最高水位記錄。東淀、賈口窪超過保證水位的時問長達20天。同時充分利用海河幹流及獨流減河泄洪,8月20日將津浦鐵路二十五孔橋疏通泄洪,使以上3處泄量達5770立方米/秒。由於採取了一系列措施,終於保住了天津市及津浦鐵路的安全。據分析,1963年8月上旬一次暴雨洪水總量達270.16億立方米/秒,其中南運河52.36億立方米/秒、子牙河137.06億立方米/秒、大清河80.74億立方米/秒。以上3條河8月份洪水量為301.29億立方米/秒,8月、9月兩月為332.6億立方米/秒。
1939年洪水
1939年洪水,全流域普遍大水,而以潮白河、北運河、永定河及人清河為主。潮白河密雲縣城調查洪峰流量為10650立方米/秒,密雲城牆沖塌,下游蘇莊上閘7小時月26日被沖毀,洪水奪箭桿河道泛濫於冀東一帶,蘇莊調查洪峰流量為11000-15000立方米/秒。北運河通縣站實測流量1670立方米/秒,加上上游右岸漫溢水量,洪峰流最為2200立方米/秒。永定河盧溝橋7月25日洪峰流量4390立方米/秒,老橋橋面過水,衝倒橋上石欄桿,並經小清河向大清河漫流2580立方米/秒;永定河左堤在梁各莊決口,遙堤以北及北運河右堤間一片汪洋,北寧鐵路(今京山鐵路)短期中斷。大清河各支流多處漫越平漢鐵路(今京廣鐵路)。7月底白洋淀千里堤潰決,洪水湧進文安窪。8月6日白洋淀十方院最高水位8.98m。子牙河支流滹沱河黃壁莊調查洪峰流量7400立方米/秒。南運河支流漳河觀台站調查洪峰流量為6420立方米/秒,洪水漫過滏陽河與南運河間廣大平原區,與子牙河洪水一併進入賈口窪。7月底,各河洪水匯集天津市西部的東淀、文安窪、賈口窪及北寧鐵路兩側一帶,嚴重威脅天津市。8月4日東淀最高水位達6.52m,20日洪水直入市區,21日海河金湯橋最高水位為3.44m,24日沖毀天津至塘沾間的鐵路。7月全流域洪水總最推算為255.66億立方米,其中南運河39億立方米、子牙河56億立方米、大清河75億立方米、永定河27.09億立方米、北運河9.45億立方米、潮白河46.1億立方米、薊運河3.02億立方米。
1895年洪水
1895年(清光緒二十一年)風暴潮,4月27~29日,渤海灣從漢沽、塘沾、歧口至鹽山沿海大部地區發生了一場強烈的暴風雨,隨之而來的大沾口6.10m(海關1892~1901年十年報告書記載為20ft)的異常海潮,當地建築物幾乎全部毀壞,京奉鐵路(今京山鐵路)在新河(距大沽口10km)一帶被海水沖斷,平地水深1.5m左右。
歷史洪水及災害
據歷史文獻和洪水調查分析,自1368年(明洪武年間)~1948年的580年間,海河流域共發生洪災387次,北京受災12次(洪水逼近城區5次),天津受災13次。16世紀以來,以1569年、1801年特大洪水災情最為突出。
1569年(明隆慶三年)洪水:閏六月中旬至七月,流域內發生了2次特大暴雨洪水,暴雨遍及太行山與燕山山麓,子牙河及大清河上游不少村莊有“日接八缸”或“日接九缸”之說。漳河觀台調查洪峰流量達16000立方米/秒,為歷史洪水之冠。滏陽河支流北洺河四里岩村集水面積217平方公里,調查洪峰流量達5900立方米/秒,為1963年調查洪水流量2870立方米/秒的2倍多。滹沱河支流冶河調查洪水為24800立方米/秒。另據各縣縣誌記載,南運河的林縣、汲縣等7縣縣城俱被水淹:子牙河系的邢台、贊皇等5縣“大水浸城”;大清河系安州(令安新縣)“城幾陷”:薊運河豐潤縣“人備漂溺大半”。從這些歷史資料分析,該年洪水是海河流域600餘年來的最大洪水。
1801年(清嘉慶六年)洪水:太行山、燕山山麓各州縣普遍“大雨四十餘日”。全流域有4次降雨過程,其中7月11~17日暴雨範圍,西起桑乾河、滹沱河上游,東到濱海平原,暴雨中心在大清河北支和永定河上游。7月13同永定河三家店調查洪峰10400立方米/秒。大清河北支拒馬河張坊調查洪峰20000立方米/秒,保定城內水深近2m。各河洪水匯集天津,水淹城牆磚達26級。流域內210個州縣中有170個遭受洪災,減產7成以上者有92個,當時清政府“撥兩淮解京銀一百萬兩截留直隸省,以備放賑”。