拒馬河“12·7”暴雨洪水對地下水埋深的影響

趙志杰，姜 黎

（河北省保定水文水資源勘測局，河北保定 071051）

1 流域概況

拒馬河發(fā)源于河北淶源縣城東南的淶源泉群，流經(jīng)河北易縣、淶水縣、北京房山區(qū)，在淶水縣滿金峪村分為南北拒馬河兩支。北拒馬河流經(jīng)淶水縣、北京房山區(qū)和涿州市，承接胡良河、琉璃河與小清河河水后稱白溝河，經(jīng)涿州市、固安縣和高碑店市至白溝鎮(zhèn)；南拒馬河流經(jīng)淶水縣、定興縣、容城縣和高碑店市，上游承接中易水、北易水和蘭溝河匯流，在白溝鎮(zhèn)與白溝河匯合后稱大清河。南、北拒馬河、白溝河流經(jīng)地帶為平原區(qū)，水位落差較小，河道下滲情況嚴(yán)重。區(qū)域地下水徑流方向與干流流向大體一致。

拒馬河流域內(nèi)地勢西高東低，在水文地質(zhì)特征上自西向東呈一定的規(guī)律性。流域處于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，季節(jié)性差別較大，多年平均年降水量740 mm左右，且降水大都集中在6—9月，占全年降水的70%～80%。

2 暴雨特征分析

受高空槽前的低層低渦切變線、副熱帶高壓的西進東退、東南季風(fēng)高低空急流等的共同影響，2012年7月21—22日，拒馬河流域出現(xiàn)大部暴雨、局部特大暴雨的強降雨過程，暴雨中心位于拒馬河上游淶源縣王安鎮(zhèn)一帶，降水強度大、歷時短，造成的災(zāi)害嚴(yán)重。

2.1 流域內(nèi)的降水分布

拒馬河流域共有雨量監(jiān)測站35個，其中水文部門雨量站28 個、氣象部門雨量站7 個，降水量超過100 mm的雨量站有27個（水文部門23個，氣象部門4 個），其中最大點為淶源縣王安鎮(zhèn)、降水量378.6 mm。降水量大于300、200、100 mm的籠罩面積分別為396、1 548、3 419 km2。拒馬河流域“12·7”次降雨量等值線，如圖1所示。

圖1 拒馬河“12·7”次降雨量等值線

2.2 暴雨總量和重現(xiàn)期

利用泰森多邊形法分別計算紫荊關(guān)、都衙、張坊以上流域面平均降水量和降水總量，結(jié)果見表1。拒馬河張坊以上平均降水量為176.1 mm，折合成水量為8.47億m3。

表1 拒馬河流域面平均降水量統(tǒng)計

根據(jù)《河北省設(shè)計暴雨圖集》（2002年版），暴雨中心王安鎮(zhèn)最大6 h降水量274.8 mm，為超1 000年一遇暴雨；最大24 h 降水量378.6 mm，為300～400年一遇暴雨。

3 洪水特征分析

對拒馬河流域內(nèi)的7 處實測洪水站點和9 處調(diào)查洪水站點進行計算分析，實測最大洪峰流量為都衙站2 980 m3/s，其次為紫荊關(guān)站2 160 m3/s，兩站均處于拒馬河流域上游山區(qū)，洪水總量分別為8 678萬、15 170萬m3。下游平原區(qū)洪峰流量逐漸減小，新蓋房站洪峰流量減至245 m3/s。

根據(jù)《海河流域水情防汛調(diào)度手冊大清河分冊》（2007-06），通過查主要河道站洪峰流量頻率成果表，得到紫荊關(guān)和落寶灘站洪水重現(xiàn)期為30年，為有資料記載的第二大洪水。

拒馬河流域內(nèi)各站洪水特征值，見表2。

表2 拒馬河流域各站“12·7”洪水特征值統(tǒng)計

4 地下水變化分析

4.1 地下水監(jiān)測站點布設(shè)和選點

拒馬河流域平原區(qū)沿岸共有24眼地下水埋深監(jiān)測站點，站點分布均勻，布局較為合理，具有一定的代表性。考慮資料的連續(xù)性、典型井的代表性等因素，選用13眼監(jiān)測井近10年監(jiān)測資料作為流域內(nèi)地下水動態(tài)變化情況的分析對象；“12·7”暴雨洪水期間以流域內(nèi)全部24眼地下水埋深監(jiān)測井作為分析對象。

4.2 流域內(nèi)平原區(qū)地下水埋深變化特征

近10 多年來，隨著流域內(nèi)降水量的逐漸減少，地下水開采量增加，致使地下水埋深不斷增大。根據(jù)區(qū)域內(nèi)平原區(qū)典型的13 眼地下水觀測點2001—2010年近10年資料統(tǒng)計分析，地下水埋深總體呈上升且放緩態(tài)勢，平均埋深由2001年的11.64 m 上升到2010年的17.75 m，累計上升6.11 m，其中淶水縣的東關(guān)站升幅最大、為9.19 m，其次為涿州市的西城坊8.91 m；升幅最小的為容城縣的大八于站1.69 m。流域內(nèi)平原區(qū)地下水埋深變化趨勢，如圖2所示。

圖2 流域內(nèi)平原區(qū)地下水埋深變化趨勢

由于受降水和季節(jié)性影響，地下水埋深年內(nèi)呈現(xiàn)不同的變化態(tài)勢，其中1—5月降水偏少，開采量大，區(qū)域地下水埋深上升；6—9月隨著降水的明顯增多，區(qū)域內(nèi)地下水埋深大幅度下降；10—12月隨著汛期結(jié)束，降水量少，區(qū)域地下水埋深又上升。流域內(nèi)平原區(qū)地下水埋深汛前、汛后、年底變化情況，如圖3所示。

4.3 “12·7”暴雨前后地下水埋深變化分析

為了說明拒馬河流域內(nèi)“12·7”暴雨前后地下水埋深變化情況，對流域內(nèi)平原區(qū)24 處站點7月16日—8月21日地下水埋深監(jiān)測資料進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：地下水平均埋深在7月21日洪水前為19.13 m，洪水后的8月21日回升至16.40 m，比“12·7”洪水前抬升2.73 m，變化幅度明顯增大。地下水埋深變幅最大點在涿州市西城坊村（位于北拒馬河中支上游段地帶），地下水埋深抬升14.54 m；地下水埋深變幅最小的碑資店站抬升0.61 m。流域內(nèi)平原區(qū)“12·7”暴雨前后地下水埋深變化情況，如圖4所示。

圖4 流域內(nèi)平原區(qū)“12·7”暴雨前后地下水埋深變化

5 結(jié)論

（1）拒馬河流域2012年7月出現(xiàn)特大暴雨強降雨過程，張坊以上平均降水量為176.1 mm，折合成水量為8.47億m3。暴雨中心王安鎮(zhèn)最大6 h降水量274.8 mm，為超1 000年一遇；最大24 h 降水量378.6 mm，為300～400年一遇。

（2）該次暴雨降水強度大、歷時短，造成拒馬河上游山區(qū)重大洪澇災(zāi)害。實測最大洪峰流量為都衙站2 980 m3/s，其次為紫荊關(guān)站2 160 m3/s。紫荊關(guān)水文站和落寶灘水文站發(fā)生30年一遇洪水，為有資料記載的第二大洪水。

（3）“12·7”暴雨洪水流入下游平原河道后，洪峰流量逐漸減小，新蓋房站洪峰流量減至245 m3/s。洪水除了天然蒸發(fā)外，大部分補充了沿線地下水，“12·7”洪水后拒馬河流域平原區(qū)地下水埋深平均抬升2.73 m，有效緩解了該區(qū)域地下水水位連續(xù)下降的趨勢。

[1]河北省保定水文水資源勘測局.拒馬河“12·7”暴雨洪水分析［R］.保定：河北省保定水文水資源勘測局，2013.

[2]保定市水利局.保定市水資源通報［R］.保定：保定市水利局，2012.

[3]河北省保定水文水資源勘測局.地下水年鑒［R］.保定：河北省保定水文水資源勘測局，2001-2010.