宋利祥,劉 培,賈文豪,王漢崗,胡豫英,張 印
(水利部珠江水利委員會珠江水利科學研究院,510610,廣州)
2022年“龍舟水”期間(5月下旬至6月中旬),珠江流域強降雨過程多、大江大河編號洪水多,強降雨范圍廣、強度大、歷時長,洪水來得快、漲勢猛、量級高。6月19日,珠江流域西江發(fā)生2022年第4號洪水,北江發(fā)生2022年第2號洪水,并再次發(fā)展成流域性較大洪水,北江為1915年以來最大洪水,西江、北江洪水遭遇概率極大。通過西江、北江流域水工程群聯(lián)合調度,科學攔洪、分洪、錯峰、削峰,避免了西江、北江洪水惡劣遭遇,成功將洪水量級壓減至西江、北江干流和珠江三角洲主要堤防防洪標準以內。2022年6月暴雨與1915年7月暴雨均在北江流域形成特大洪水,兩場洪水過程既有相似之處,也有一定差異。為此,運用實測資料分析、水文分析、遙感反演等手段,從雨情、水情、災情三方面,將北江流域2022年6月洪水與1915年7月洪水進行初步對比分析,總結北江防洪工程體系建設及調度經(jīng)驗,以期為提升珠江流域性洪水應對能力提供決策參考。
每年端午節(jié)前后,南北冷暖空氣交匯導致我國廣東、廣西、福建一帶出現(xiàn)持續(xù)性大范圍強降水,俗稱“龍舟水”。2022年“龍舟水”期間,珠江流域雨水汛情特點如下:
①流域降雨異常偏多。5月以來,珠江流域連續(xù)出現(xiàn)11次強降雨過程,面平均降雨量623 mm,較多年同期偏多五成,為1961年以來同期最多,其中西江流域、北江流域、東江流域分別偏多五成、八成、八成,西江流域降雨量為1961年以來同期最多。
②降雨落區(qū)高度重疊。11次強降雨過程的落區(qū)基本集中在紅水河、柳江、桂江、北江、東江等珠江流域北部和東部地區(qū),流域大范圍地區(qū)土壤含水量完全處于飽和狀態(tài),中小水庫基本蓄滿,沿江兩岸堤防長時間處于高水位運行狀態(tài)。
③編號洪水頻繁發(fā)生。編號洪水多,且時間集中。西江、北江共出現(xiàn)6次編號洪水,為新中國成立以來最多;此外,西江3號洪水與北江1號洪水同時發(fā)生。
④部分江河洪水量級大。6月22日,北江2號洪水發(fā)展成特大洪水,22日14時飛來峽水庫入庫流量19 400 m3/s,石角站流量18 400 m3/s,是石角站建站以來的最大洪水,干流及支流武水、滃江、連江均發(fā)生大洪水。
圖1珠江流域片2022年6月與1915年7月降雨落區(qū)對比示意圖
將1915年7月降雨落區(qū)圖進行矢量數(shù)字化,并與2022年6月降雨分布圖進行疊加分析(圖1)。經(jīng)統(tǒng)計,2022年6月珠江流域大雨、暴雨落區(qū)面積分別約為19萬km2、16萬km2,其中暴雨落區(qū)主要分布在紅水河、柳江、桂江、北江、東江等珠江北部和東部地區(qū);1915年7月華南地區(qū)大雨、暴雨面積超過50萬km2,其中,珠江流域大雨、暴雨落區(qū)面積分別約為37萬km2、9萬km2,暴雨落區(qū)主要分布在北江、桂江、賀江、北流河一帶。2022年6月降雨的大雨及暴雨落區(qū)面積約為1915年7月的76%,暴雨落區(qū)面積約為1915年7月的178%。兩次暴雨落區(qū)重疊區(qū)域主要位于北江中上游地區(qū),面積約4萬km2。
(1)洪水特性對比
①1915年7月洪水為流域性特大洪水,2022年6月洪水為流域性較大洪水。2022年6月23日16時,珠江流域西江干流梧州站出現(xiàn)34 000 m3/s的洪峰流量;北江飛來峽水庫6月22日23時出現(xiàn)最大入庫流量19900m3/s,為建庫以來最大(超100年一遇);經(jīng)水利工程調蓄,北江下游控制站石角站6月22日11時出現(xiàn)最大流量18 500 m3/s(超50年一遇)。1915年7月10日,珠江流域西江干流梧州站出現(xiàn)54 500 m3/s的洪峰流量(200年一遇);北江干流橫石站同日出現(xiàn)21 000 m3/s的洪峰流量(200年一遇);東江博羅站9日出現(xiàn)13.19 m的洪峰水位,相應流量6 670 m3/s(略大于多年平均洪峰流量)。
根據(jù)《全國流域性洪水劃分規(guī)定(試行)》,2022年6月洪水為流域性較大洪水、北江特大洪水,1915年7月洪水為流域性特大洪水。
②1915年7月洪水過程歷時明顯長于2022年6月洪水。2022年6月洪水是連續(xù)洪水過程,在此之前,西江剛經(jīng)歷了3號洪水,北江剛經(jīng)歷了1號洪水。6月19日8時,珠江流域西江干流廣西梧州站水位漲至20.95 m,超過警戒水位2.45 m,相應流量34 500 m3/s,編號為“西江2022年第4號洪水”。6月19日12時,珠江流域北江干流廣東石角站流量漲至12 000 m3/s,編號為“北江2022年第2號洪水”。從石角站來看,2022年北江洪水從6月18日開始起漲,6月22日流量達到最大,6月23日后開始退水。1915年7月洪水,西江干流梧州站6月26日開始起漲,水位8.45 m,至7月10日達最高水位27.07 m,7月11日后水位開始消退,洪水過程歷時長達30余天。因此,2022年6月洪水歷時明顯短于1915年7月洪水。
(2)西江、北江洪水及洪水遭遇情況對比
①1915年7月洪水上游各支流洪水不大,但出現(xiàn)十分不利的遭遇。紅水河遷江站洪峰流量21 200 m3/s(20年一遇),柳江柳州站洪峰流量22 000 m3/s(不足10年一遇),兩江洪峰相遇,匯合后黔江武宣洪峰流量達到41 000 m3/s(不足20年一遇);黔江洪峰沿程遭遇了郁江、桂江等洪水,至梧州站洪峰流量達54 500 m3/s(200年一遇)。西江梧州、北江橫石均在7月10日出現(xiàn)最大洪峰。洪水基本上同時于三角洲遭遇,適逢農歷六月初一(7月12日)大潮,使珠江三角洲地區(qū)遭到前所未有的水災。
②2022年6月西江、北江天然洪水因水工程調度而避免遭遇。若沒有水工程調度,2022年6月西江、北江天然洪水經(jīng)演進后,將大概率在珠江三角洲遭遇。
(1)1915年洪水災情
1915年7月洪水災害涉及云南、廣西、廣東、湖南、江西、福建等6省(自治區(qū))100個市(縣),其中珠江流域的廣西、廣東災情最為嚴重。兩廣地區(qū)受災人口達600萬,受災農田面積達94.7萬hm2。廣西南寧蒼梧、柳州等30余縣均受災,受災人口220萬人,40萬災民流離失所,房屋沖塌10余萬間,受災農田面積26.7萬hm2。廣東連縣、清遠等30余縣受災,其中,兩江下游及三角洲地區(qū)洪水災害最為嚴重,堤圍幾乎全部潰決,珠江三角洲災民達378萬人,受災耕地面積43.2萬hm2,死傷10余萬人,廣州被淹7天之久。
(2)2022年6月洪水災情
2022年6月洪水災害主要涉及廣西、廣東2?。ㄗ灾螀^(qū)),其中廣東韶關、英德等地由極端強降雨造成的洪水災害尤為突出。通過雷達遙感影像反演水體分布范圍,估算英德市6月23日洪水淹沒面積為44.5 km2,清遠市清城區(qū)淹沒面積為61.4 km2。得益于西江、北江流域水工程聯(lián)合防洪調度,本次洪水未對北江大堤造成災害性沖擊,珠江三角洲城市群安然無恙,洪水期間未出現(xiàn)群死群傷、水庫堤圍潰決及群體性社會事件。
珠江流域部分地區(qū)自唐、宋代開始筑堤防洪,但直至新中國成立初期,全流域尚無一座以防洪為主的水庫工程。新中國成立后,黨和政府十分重視珠江流域的防洪工作,投入了大量的人力物力進行防洪工程建設。目前,遵循“堤庫結合、以泄為主、蓄泄兼施”的防洪治理方針,北江流域基本形成了以堤防為基礎、水庫調控以及潖江蓄滯洪區(qū)和分洪水道共同發(fā)揮作用的防洪工程體系。其中,北江一般堤防防洪標準為10年一遇~20年一遇,部分重點堤防可達50年一遇~100年一遇。防洪控制性水庫主要包括飛來峽和灣頭、樂昌峽等,總防洪庫容15.13億m3。潖江蓄滯洪區(qū)設計滯洪水位以下范圍為87.95 km2,有效蓄滯洪庫容4.32億m3。蘆苞涌、西南涌設計分洪流量分別為1 200 m3/s和1 100 m3/s。經(jīng)樂昌峽、灣頭水庫聯(lián)合調度,可將韶關市防洪標準從20年一遇提高到100年一遇。飛來峽水利樞紐以及潖江蓄滯洪區(qū)、蘆苞涌和西南涌分洪水道聯(lián)合運用,可實現(xiàn)廣州市防御北江300年一遇洪水。
近年來,依靠現(xiàn)有防洪工程體系,北江流域防洪保安能力不斷提高,災害性洪水影響范圍及所造成的人員傷亡事故大為減少,為國家經(jīng)濟建設與社會發(fā)展作出了巨大貢獻。
受前期持續(xù)性強降雨影響,此次洪水發(fā)生之前,北江流域主要江河底水普遍較高,部分河段超警,水庫均處于高水位運行狀態(tài),土壤含水飽和,防洪形勢極為嚴峻。
面對北江流域極其嚴峻復雜的水雨情勢,珠江委統(tǒng)籌流域全局,遵循“四個鏈條”原則,即“降雨—產流—匯流—演進、流域—干流—支流—斷面、總量—洪峰—過程—調度、技術—料物—隊伍—組織”,著力加強管控洪水防御的全過程、各環(huán)節(jié),向廣東省水利廳提出北江蓄洪、滯洪、分洪調度建議方案,會同廣東省水利廳通過精細化調度飛來峽水庫、潖江蓄滯洪區(qū)等北江干支流水工程,科學攔洪、分洪、錯峰、削峰,防洪調度成效顯著。
在抵御此次北江特大洪水中,一是上游通過樂昌峽、灣頭水利樞紐聯(lián)合調洪,盡可能攔蓄上游洪水,減輕下游防洪壓力;二是中下游聯(lián)合利用飛來峽水利樞紐調洪、潖江蓄滯洪區(qū)滯洪、蘆苞涌和西南涌分洪,使珠江三角洲地區(qū)河道安全泄量滿足要求。
在北江中上游地區(qū),樂昌峽、灣頭等水庫攔蓄北江上游來水,其中樂昌峽水利樞紐起到了較大攔洪作用,其最大入庫流量為2 840 m3/s(6月21日11時),共攔洪約0.95億m3。支流錦江、南水、長湖水庫與干流錯峰,全力削減飛來峽入庫流量,上述支流水庫共攔洪約2.89億m3。
飛來峽水庫從6月1—18日通過多輪預泄騰庫,壩上水位從最高23.56 m降至17.57 m,騰空庫容約3億m3,之 后 維 持 低 水 位 運 行。6月20—23日,飛來峽開始動態(tài)調整出庫流量、攔蓄洪水,共攔洪約5.72億m3。前期,為保上游江口鎮(zhèn),調度飛來峽出庫流量18000m3/s;后期,為保證下游石角站,以流量不超過19000m3/s進行調度。
此外,利用潖江蓄滯洪區(qū)分洪,并先后啟用獨樹圍、踵頭圍、大廠圍、江咀圍、下岳圍等,共蓄滯洪水約3億m3。
通過北江流域水工程的蓄洪、滯洪、分洪調度,將石角站洪峰流量削減至18 500 m3/s,成功將洪水量級控制在北江大堤安全泄量以內,確保了北江大堤和珠江三角洲城市群防洪安全。
①2022年“龍舟水”期間,珠江流域雨水汛情具有流域降雨異常偏多、降雨落區(qū)高度重疊、編號洪水頻繁發(fā)生、部分江河洪水量級大等特點。
②雨情方面。本次降雨的大雨及暴雨落區(qū)面積約為1915年7月的76%,暴雨落區(qū)面積約為1915年7月的178%。兩次暴雨落區(qū)重疊區(qū)域主要位于北江中上游,面積約4萬km2。
③水情方面。2022年6月洪水為流域性較大洪水、北江特大洪水,1915年7月洪水為流域性特大洪水;2022年6月洪水歷時、各階段洪量均小于1915年7月洪水;若沒有水工程調度,2022年6月西江、北江洪水經(jīng)演進后,將在珠江三角洲大概率遭遇。
④災情方面。1915年7月洪災觸目驚心、損失慘重;2022年6月洪水未對北江大堤造成災害性沖擊,珠江三角洲城市群安然無恙,未出現(xiàn)群死群傷、水庫堤圍潰決及群體性社會事件。
⑤目前北江流域基本形成了以堤防為基礎、水庫調控以及潖江蓄滯洪區(qū)和分洪水道共同發(fā)揮作用的防洪工程體系。在2022年6月洪水防御過程中,通過精細化調度干支流水工程群,確保了北江干堤和珠江三角洲城市群安全,防洪調度成效顯著。
由于資料及時間因素,本文僅從技術角度進行了初步分析,水文等相關成果僅供參考,以權威部門發(fā)布為準?!?/p>