陕西省暴雨洪涝及次生灾害时空变化及形成机理

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2025-06-0901

摘要/Abstract

摘要：

位于青藏高原东北侧的陕西省，受秦巴山、河谷平原及黄土高原等多种地形综合影响，暴雨频发且强度大，经常遭受洪涝及次生灾害。利用陕西省2008—2023年灾情直报信息数据，分析近年暴雨洪涝及次生灾害时空分布，并以秦巴山区的灾害为例，探究强降水对极端洪涝和次生灾害的诱发机制。研究表明：（1）陕西省暴雨洪涝及次生灾害次数由南向北递减，秦巴山区腹地的汉中和安康是灾害高发区，其次是秦岭东段的商洛，以及黄土高原的延安。（2）陕西暴雨洪涝及次生灾害集中在7—8月，且年际差异大，2013年是近年来灾害最多发和损失最严重的一年。（3）持续性强暴雨是秦巴山区暴雨洪涝和泥石流等次生灾害的根源。对历史灾害的天气学分析表明，受对流层中层副热带高压西进和中纬度低槽东移的共同影响，偏南气流不断输送水汽和热量到秦巴山区，加上低层高温高湿和对流不稳定，导致强暴雨持续；秦巴山区东西过渡的峡口处，地形对降水显著增幅形成的强“雨窝”，是洪涝和次生灾害最多的地方；山区地形使地表径流快速汇聚，促进了汉中和安康的滑坡和泥石流，以及水库和桥梁受损等次生灾害。

关键词: 暴雨洪涝, 次生灾害, 时空变化, 形成机制, 陕西省

Abstract:

Shaanxi Province is located in the northeast of the Tibetan Plateau, which is dominated by complex terrain of the Qinba Mountains, river valley and the Loess Plateau. Rainstorms are frequent and intense in Shaanxi, and often lead to floods and secondary disasters. Based on data of direct disaster reports from 2008 to 2023, this paper analyzes the spatial and temporal distribution of rainstorm floods and secondary disasters. Taking the disasters in the Qinba Mountains area as an example, this paper explores the triggering mechanism of heavy precipitation on extreme floods and secondary disasters. The results are as follows: (1) The frequency of rainstorm and flood disasters and their secondary disasters in Shaanxi Province decreases from south to north. Hanzhong and Ankang in the hinterland of the Qinba mountainous area are high-risk areas for disasters, followed by Shangluo in the eastern section of the Qinling Mountains and Yan’an in the Loess Plateau. (2) The heavy rainstorms and floods in Shaanxi Province occur mainly from July to August, and there are significant inter-annual variations, and 2013 was the year with the most frequent and severe disasters in recent years. (3) Intense and persistent heavy rain is the root cause of secondary disasters such as floods and mudslides in the Qinba mountainous area. The synoptic meteorological analysis of historical disasters indicates that the combined influence of the westward developing of the subtropical high in the middle troposphere and the eastward movement of the mid-latitude trough has continuously transported water vapor and heat to the Qinba mountainous area, and coupled with the high temperature, high humidity in the lower layer and the instability of convection, leading to the continuous occurrence of heavy rainstorms. The gap terrain of the east-west transition in the Qinba Mountains displays a significant role to increase the precipitation, forming a strong “rain pocket” in the center of rainstorm.The mountainous terrain causes surface runoff to converge rapidly, which promotes landslides and mudslides in Hanzhong and Ankang, as well as strong disasters of the damage of reservoirs and bridges and other secondary disasters.

Key words: rainstorm and flood, secondary disaster, spatio-temporal variations, formation mechanism, Shaanxi Province

中图分类号:

P429

白爱娟, 白明鑫, 程志刚, 诸德强, 白锦丰. 陕西省暴雨洪涝及次生灾害时空变化及形成机理[J]. 干旱气象, 2025, 43(6): 901-909.

BAI Aijuan, BAI Mingxin, CHENG Zhigang, ZHU Deqiang, BAI Jinfeng. Spatio-temporal variations and formation mechanisms of rainstorm floods and secondary disasters in Shaanxi Province[J]. Journal of Arid Meteorology, 2025, 43(6): 901-909.

图/表 10

图1 陕西省地形高度、地级市和三种代表地形分布

Fig.1 The distribution of topographic height，prefecture-level cities and three representative landforms in Shaanxi Province

表1 汉中和宝鸡地区4次暴雨洪涝灾害事件的主要记录信息

Tab.1 Main information of four rainstorm and flood disasters in Hanzhong and Baoji

	个例1	个例2	个例3	个例4
灾型	暴雨、泥石流	暴雨	强降水、滑坡	暴雨、强降水
灾害中心	汉中南郑、安康岚皋	安康紫阳	宝鸡陈仓	宝鸡太白
初报时间	2010-07-16T08：00	2015-06-26T09：00	2020-08-13T20：00	2018-07-11T00：00
终报时间	2010-07-20T08：00	2015-06-29T23：59	2020-08-18T20：00	2018-07-11T23：59
降水量	过程降水量146.6~332.4 mm，极端日降水量149.5 mm	过程降水量68.4~174.7 mm	15日夜间全区暴雨。过程降水量79.8~189.2 mm，极端日降水量189.2 mm	普降大到暴雨
直接经济损失	137 586万元人民币		4 868万元人民币	3 265万元人民币
受灾和伤亡人数	受灾134.8万人，死亡47人，失踪144人	安置转移1 955人	安置转移17 000人	受灾1.52万人，安置转移63人
倒塌房屋	12 703间	60间	99间	9间
农业受灾面积	2 920 hm²	292 hm²	578 hm²	1 073 hm²
其他灾情	23座水库和10座桥梁受损		地质灾害4处，公路中断23条
预警信息	重要天气报告，暴雨红色预警	重要天气报告、预警信息和地灾风险预警	蓝色和橙色预警	预警信息

表2 陕西省2008—2023年暴雨洪涝和次生灾害发生次数

Tab.2 The numbers of rainstorm-floods and secondary geological disasters from 2008 to 2023 in Shaanxi Province

类型	灾害类型	陕南	陕北	关中	全省	总次数
暴雨洪涝	暴雨	327	101	126	47	601
	城市内涝	1	0	0	0	1
	洪水	3	1	2	1	7
	涝灾	6	4	9	15	34
	农田积涝	2	0	1	0	3
	强降水	29	8	19	1	57
	山洪	0	2	0	0	2
	渍涝	0	0	3	0	3
	中小河流洪水	3	0	1	0	4
	其他	52	13	17	24	106
	合计	423	129	178	88	818
次生地质灾害	滑坡	8	9	8	0	25
	崩塌	2	0	1	0	3
	泥石流	2	1	2	0	5
	合计	12	9	12	0	33
总计		435	138	190	88	851

图2 陕西省2008—2023年暴雨洪涝灾害与次生地质灾害次数的年际（a）和月（b）变化

Fig.2 The annual (a) and monthly (b) variations of numbers of disasters related to rainstorm-flood and secondary geological disasters in Shaanxi Province from 2008 to 2023

图3 陕西省2008—2023年暴雨洪涝（a）和次生地质灾害（b）次数空间分布

Fig.3 The spatial distribution of numbers of rainstorm-flood (a) and secondary geological disasters (b) in Shaanxi Province from 2008 to 2023

图4 陕西省2008—2023年暴雨洪涝（a）和次生地质灾害（b）受灾人数和直接经济损失年变化

Fig.4 The annual variations of numbers of people and direct economic losses affected by rainstorm-floods (a) and secondary geological disasters (b) in Shaanxi Province from 2008 to 2023

表3 2010年7月16—20日秦巴山区灾情和雨情记录

Tab.3 The records of rainstorms， floods situation and rainfall in the Qinba Mountain area from 16 to 20 July 2010

时间	灾害中心区域	灾害类型	降水量/mm	损失
2010-07-16	汉中汉台安康岚皋	暴雨	24 h降水量：岚皋堰门136、大道123、佐龙112	岚皋县：2.95万人受灾，撤离650人，倒塌房屋72间，冲毁公路17处，经济损失 480万元人民币
2010-07-17	汉中汉台、勉县和南郑安康岚皋和汉滨	勉县：泥石流岚皋：山体滑坡和塌方汉滨：塌方	岚皋：普降暴雨和大暴雨，14个乡镇24 h降水量超过50 汉滨：24 h降水量127，为1979年以来极值汉中城区46 、南郑149，汉台：8站12 h降水量超过50，最高85	岚皋县：山体滑坡百余处，大量房屋垮塌；交通、通讯、电力和供水中断汉台区：城区内涝，受灾人数4 000多人，房屋倒塌162间，水库受损23座，桥梁受损16座；直接经济损失4 476万元人民币
2010-07-18	安康白河、紫阳	暴雨洪涝	安康普降暴雨，白河24 h降水量87，过程降水量120 紫阳联合乡过程降水量217，洄水1 h降水量41	白河：受灾人数3.8万，转移人口6 340，直接经济损失0.89亿元，损坏河堤3.5 km，冲毁塘坝10座
2010-07-19	安康白河、紫阳	暴雨和滑坡	24 h降水量：紫阳128、联合乡217	紫阳：房屋倒塌1 471间，冲毁公路 123处，滑坡2处，桥梁损毁6座
2010-07-20	安康岚皋、紫阳、汉滨	暴雨洪涝	24 h降水量白河85	水库受损23座，房屋倒塌23间，桥梁受损16座

图5 秦巴山区2010年7月16—19日的24 h降水量（单位：mm）分布

Fig.5 The spatial distribution of daily precipitation (Unit: mm) in the Qinba Mountain area from 16 to 19 July 2010

图6 2010年7月16日20：00 500 hPa位势高度场（等值线，单位：dagpm）和风矢量场（风矢，单位：m·s-1）（a，阴影为海洋），以及850 hPa风场（箭矢，单位：m·s-1）和水汽通量散度（填色，单位：10-6 kg·m-2·hPa-1·s-1）分布（b）（黑色方框为陕西省及周边地区）

Fig.6 The geopotential height field (contours, Unit: dagpm) and wind field (wind vectors, Unit: m·s-1) at 500 hPa (a, the shaded is for ocean area), and the distribution of wind field (arrow vectors, Unit: m·s-1) and water vapor flux divergence (the color shaded, Unit: 10-6 kg·m-2·hPa-1·s-1) at 850 hPa (b) at 20:00 on 16 July 2010 (The black rectangular box is for Shaanxi and surrounding areas)

图7 2010年7月17日08:00（a）和20:00（b）沿32°N的假相当位温（黑色实线，单位：K）和比湿（填色，单位：g·kg-1）经度-高度剖面（灰点为暴雨中心，黑色阴影为地形，蓝色方框为暴雨区和假相当位温随高度下降区）

Fig.7 The longitude-height profiles of the pseudo-equivalent potential temperature (black solid lines, Unit: K) and specific humidity (the color shaded, Unit: g·kg-1) along 32°N at 08:00 (a) and 20:00 (b) on 17 July 2010 (The grey dot is the rainstorm center, and the black shadow is the terrain, the blue box indicates the rainstorm area where the pseudo-equivalent potential temperature decreases with height)

参考文献 19

[1]	陈创买, 李晓娟, 谢炯光, 等, 2020. 罗-辛假相当位温的精确计算[J]. 热带气象学报, 36(3):328-334.
[2]	范倩莹, 徐娟娟, 郑小华, 等, 2025. 陕西省极端降水时空分布及暴雨洪涝致灾指标研究[J]. 气象与环境学报, 41(1):43-49.
[3]	高菊霞, 李文耀, 武麦凤, 等, 2024. 陕西三次强致灾性初夏区域性暴雨动力诊断对比分析[J]. 灾害学, 39(2):99-105.
[4]	甘璐, 邢楠, 雷蕾, 2020. 北京“8·11”崩塌地质灾害气象成因分析[J]. 干旱气象, 38(3):433-439.
[5]	胡畔, 陈波, 史培军, 2021. 中国暴雨洪涝灾情时空格局及影响因素[J]. 地理学报, 76(5):1148-1 162.
[6]	黄垭飞, 管兆勇, 蔡倩, 等, 2021. 近 41 年来江南地区暴雨洪涝灾害时空变化特征分析[J]. 气象学报, 79(4):582-597.
[7]	马晓华, 2015. 陕西暴雨气候背景分析[J]. 安徽农业科学, 43(1):143-145.
[8]	魏娜, 田武文, 2014. 2013年陕西气候影响评价[J]. 陕西气象(3):29-32.
[9]	徐桂玉, 杨修群, 2002. 我国南方暴雨一些气候特征的统计分析[J]. 气候与环境研究, 7(4):447-456.
[10]	徐张建, 林在贯, 张茂省, 2007. 中国黄土与黄土滑坡[J]. 岩石力学与工程学报, 26(7):1297-1 312.
[11]	於琍, 徐影, 张永香, 2018. 近25 a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, 37(1):67-72.
[12]	苑希民, 兰卓青, 王丽娜, 等, 2024. 极端天气城市特大暴雨洪涝灾害特征再分析及应对策略[J]. 水利学报, 55(11):1298-1 308.
[13]	袁有林, 左洪超, 董龙翔, 等, 2015. 地形和水汽对“7·13”陕西暴雨影响的数值试验[J]. 干旱气象, 33(2):291-302.
[14]	张弘, 侯建忠, 乔娟, 2011. 陕西暴雨若干特征的综合分析[J]. 灾害学, 26(1):70-74.
[15]	张建云, 舒章康, 王鸿杰, 等, 2023. 郑州“7·20”暴雨洪涝几个水文问题的讨论[J]. 地理学报, 78(7):1618-1 626.
[16]	张柳红, 伍红雨, 向昆仑, 等, 2023. 1961—2021 年粤港澳大湾区暴雨气候变化特征[J]. 中山大学学报, 62(4):32-44.
[17]	赵志楠, 王丽荣, 王丛梅, 等, 2021. 基于Flood Area模型的邢台市小马河流域暴雨洪涝灾害风险分布特征[J]. 干旱气象, 39(3):486-493.
[18]	FUNK T, 2006. Heavy convective rainfall forecasting: A look at elevated convection, propagation, and precipitation efficiency[C]// Proc. 10th Severe Storm and Doppler Radar Conference.
[19]	JONKMAN S N, 2005. Global perspectives on loss of human life caused by floods[J]. Natural hazards, 34(2): 151-175.