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2年“龙舟水”期间,珠江流域强降雨过程多、大江大河编号洪水多,强降雨范围广、强度大、历时长,洪水来得快、涨势猛、量级高。
6月19日,珠江流域西江发生2022年第4号洪水,北江发生2022年第2号洪水,并再次发展成
流域性较大洪水,北江为1915年以来最大洪水,西江、北江洪水遭遇概率极大。通过西江、北江流域水工程群联合调度,科学拦洪、分洪、错峰、削峰,避免了西江、北江洪水恶劣遭遇,成功将洪水量级压减至西江、北江干流和珠江三角洲主要堤防防洪标准以内。
2022年6月暴雨与1915年7月暴雨均在北江流域形成特大洪水,两场洪水过程既有相似之处、也有一定差异。运用实测资料分析、水文分析、遥感反演等手段,从雨情、水情、灾情三方面,将北江流域2022年6月洪水与1915年洪水进行初步对比分析,总结北江防洪工程体系建设及调度经验,对提升珠江流域性洪水应对能力具有重要现实意义。
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迎战北江洪水的飞来峡水利枢纽/曾文凡(请横屏观看)
每年端午节前后(5月下旬至6月中旬),我国南北冷暖空气交汇导致广东、广西、福建一带出现持续性大范围强降水,俗称“龙舟水”。2022年龙舟水期间,珠江流域雨水汛情特点如下:
流域降雨异常偏多。
5月以来,珠江流域连续出现11次强降雨过程,面平均降雨量623mm,较多年同期偏多5成,为1961年以来同期最多,其中西江流域、北江流域、东江流域分别偏多5成、8成、8成,西江流域降雨量为1961年以来同期最多。
降雨落区高度重叠。
11次强降雨过程的落区基本集中在红水河、柳江、桂江、北江、东江等珠江流域北部和东部地区,流域大范围地区土壤含水量完全处于饱和状态,中小水库基本蓄满,沿江两岸堤防长时间处于高水位运行。
编号洪水频繁发生。
编号洪水多,且时间集中,西江、北江共出现6次编号洪水,为新中国成立以来最多;此外,西江3号洪水与北江1号洪水同时发生。
部分江河洪水量级大。
6月22日,北江2号洪水发展成特大洪水,22日14时飞来峡水库入库流量19400m 3 /s,石角站流量18400m 3 /s,是石角站建站以来的最大洪水,干流及支流武水、滃江、连江均发生大洪水。
将1915年7月降雨落区图进行矢量数字化,并与本次降雨分布图进行叠加分析。
▲珠江流域片2022年6月与1915年7月降雨落区对比
经统计,2022年6月珠江流域大雨、暴雨落区面积分别约为19万km 2 、16万km 2 ,其中暴雨落区主要分布在红水河、柳江、桂江、北江、东江等珠江北部和东部地区;1915年7月华南地区大雨、暴雨面积超过50万km 2 ,其中,珠江流域大雨、暴雨落区面积分别约为37万km2、9万km 2 ,暴雨落区主要分布在北江、桂江、贺江、北流河一带。本次降雨的大雨及暴雨落区面积约为1915年7月的76%,暴雨落区面积约为1915年7月的178%。两次暴雨落区重叠区域主要位于北江中上游,面积约4万km 2 。
①1915年洪水为流域性特大洪水,2022年6月洪水为流域性较大洪水
2022年6月23日16时,珠江流域西江干流梧州站出现洪峰流量34000 m 3 /s;北江飞来峡水库6月22日23时出现最大入库流量19900 m 3 /s;石角站6月22日11时出现最大流量18500 m 3 /s,为历史最大实测流量。
1915年7月10日珠江流域西江干流梧州站出现54500 m 3 /s的洪峰流量(200年一遇);北江干流横石站同日出现21000 m 3 /s的洪峰流量(200年一遇);东江博罗站9日出现13.19m的洪峰水位,相应流量6670 m 3 /s(略大于多年平均洪峰流量)。
根据《全国流域性洪水划分规定(试行)》,2022年6月洪水为流域性较大洪水、北江特大洪水,1915年洪水为流域性特大洪水。
2022年6月洪水是连续洪水过程,在此之前,西江刚经历了3号洪水,北江刚经历了1号洪水。2022年6月19日8时,珠江流域西江干流广西梧州站水位涨至20.95m,超过警戒水位2.45m,相应流量34500 m 3 /s,编号为“西江2022年第4号洪水”。2022年6月19日12时,珠江流域北江干流广东石角站流量涨至12000 m 3 /s,编号为“北江2022年第2号洪水”。
从石角站来看,本次北江洪水从6月18日开始起涨,6月22日流量达到最大,6月23日后开始退水。1915年洪水,西江干流梧州站6月26日开始起涨,水位8.45m,至7月10日最高水位27.07m。7月11日后,水位开始消退,洪水过程历时长达30余天。因此,本次洪水历时明显短于1915年洪水。
①1915年上游各支流洪水不大,但洪水汇集后出现十分不利
1915年洪水中,红水河迁江站洪峰流量21200 m 3 /s(20年一遇),柳江柳州站洪峰流量22000 m 3 /s(不足10年一遇),两江洪峰相遇,汇合后黔江武宣洪峰流量达到41000 m 3 /s(不足20年一遇);黔江洪峰沿程遭遇了郁江、桂江等洪水,至梧州站洪水洪峰流量54500 m 3 /s,达200年一遇。西江梧州、北江横石均在7月10日出现最大洪峰。洪水基本上同时于三角洲遭遇,适逢农历六月初一(7月12日)大潮,使珠江三角洲地区遭到前所未有的水灾。
②2022年6月西江、北江天然洪水原本将大概率遭遇
若没有水工程调度,2022年6月西江、北江天然洪水经演进后,将 大概率 在珠江三角洲遭遇。
1915年7月洪水灾害涉及云南、广西、广东、湖南、江西、福建等6省(自治区)100个市(县),其中珠江流域的广西、广东灾情最为严重。两广受灾人口达600万,受灾农田94.7万h m 2 。
广西南宁苍梧、柳州等30余县均受水灾,受灾人口220万,40万灾民流离失所,房屋冲塌10余万间,受灾农田26.7万h m 2 。广东连县、清远、东莞、惠阳、顺德、番禺、中山新兴等30余县受灾,其中,两江下游及三角洲地区洪水灾害最为严重,堤围几乎全部溃决,珠江三角洲灾民378万人,受灾耕地43.2万h m 2 ,死伤10余万人,广州被淹7天之久。
2022年6月洪水灾害主要涉及广西、广东,其中广东韶关、英德等地的极端强降雨造成的洪水灾害尤为突出。通过雷达遥感影像反演水体分布范围,估算得英德市6月23日洪水淹没面积为44.5k m 2 ,清远市清城区淹没面积为61.4k m 2 。得益于西江、北江流域水工程联合防洪调度,本次洪水并未对北江大堤造成灾害性冲击,珠江三角洲城市群安然无恙,洪水期间未发生人员伤亡、水库垮坝、重要堤防决口、重要基础设施受冲击等情况。
自唐、宋代始,珠江流域的部分地区开始筑堤防洪,但直至新中国成立初期,全流域尚无一座以防洪为主的水库工程。新中国成立后,党和政府十分重视珠江流域的防洪工作,投入了大量的人力物力进行防洪工程的建设。目前,遵循“堤库结合、以泄为主、蓄泄兼施”的防洪治理方针,北江流域基本形成了以堤防为基础、水库调控以及潖江蓄滞洪区和分洪水道共同发挥作用的防洪工程体系。
其中,北江一般堤防防洪标准为10 年一遇 ~20年一遇,部分重点堤防可达50 年一遇 ~100年一遇。防洪控制性水库主要包括飞来峡、湾头、乐昌峡等,总防洪库容15.13亿 m 3 。潖江蓄滞洪区设计滞洪水位以下范围为87.95k m 2 ,有效蓄滞洪库容4.32亿 m 3 。芦苞涌、西南涌设计分洪流量分别为1200 m 3 /s和1100 m 3 /s。经乐昌峡、湾头水库联合调度,可将韶关市防洪标准从20年一遇提高到100年一遇;飞来峡水利枢纽以及潖江蓄滞洪区、芦苞涌和西南涌分洪水道联合运用,可实现广州市防御北江300年一遇洪水。
近年来,依靠现有防洪工程体系,北江流域防洪保安能力不断提高,灾害性洪水的影响范围及所造成的人员伤亡事故大为减少,为国家的经济建设与社会发展作出了巨大的贡献。
2022年6月洪水发生前,受前期持续性强降雨影响,北江流域主要江河底水普遍较高,部分河段超警,水库均处于高水位运行,土壤含水量饱和,防洪形势极为严峻。
面对此次北江流域极其严峻复杂的水雨情势,珠江委统筹流域全局,遵循“四个链条”原则,即“降雨—产流—汇流—演进、总量—洪峰—过程—调度、流域—干流—支流—断面、技术—料物—队伍—组织”,着力加强全过程、各环节管控洪水防御,向广东省水利厅提出北江蓄洪、滞洪、分洪调度建议方案,会同广东省水利厅通过精细化调度飞来峡水库、潖江蓄滞洪区等北江干支流水工程,科学拦洪、分洪、错峰、削峰,成功将洪水量级压减至北江干流和珠江三角洲主要堤防防洪标准以内,确保了北江干堤和珠江三角洲城市群安全,防洪调度成效显著。
在抵御此次北江特大洪水上,一是上游通过乐昌峡、湾头水利枢纽联合调洪,尽可能拦蓄上游洪水,减轻下游防洪压力;二是中下游联合利用飞来峡水利枢纽调洪、潖江蓄滞洪区滞洪、芦苞涌和西南涌分洪,使三角洲地区河道流量满足 安全泄量 要求。
对于北江中上游地区,乐昌峡、湾头等水库拦蓄北江上游来水,其中乐昌峡水利枢纽起到了较大拦洪作用,其最大入库流量为2840m
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/s(6月21日11时),共拦洪约0.95亿m
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。支流锦江、南水、长湖水库与干流错峰,全力削减飞来峡入库流量,共拦洪约2.89亿m
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飞来峡水库在6月1日—18日多轮预泄腾库,将坝上水位从最高23.56m降至17.57m,腾空库容约3亿 m 3 ,之后维持低水位运行。6月20日—23日,飞来峡开始动态调整出库流量、拦蓄洪水,共拦洪约5.72亿 m 3 。前期,为保上游江口镇,调度飞来峡出库流量为18000 m 3 /s;后期,为保证下游石角站流量不超过19000 m 3 /s进行调度。
此外,利用潖江蓄滞洪区分洪,并先后启用独树围、踵头围、大厂围、江咀围、下岳围等,共滞蓄洪水约3亿 m 3 。
通过北江流域水工程的蓄洪、滞洪、分洪调度,将石角站洪峰流量削减为18500 m 3 /s,成功将洪水量级控制在北江大堤安全泄量以内,确保了北江大堤和珠江三角洲城市群防洪安全。
注:由于资料及时间因素,本文仅从技术角度进行了初步分析,水文等相关成果仅供参考,不一致的以权威部门为准。
作者 | 宋利祥(水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院高级工程师),刘培,贾文豪,王汉岗,胡豫英,张印
责编 | 王慧
校对 | 吕彩霞
审核 | 车小磊
监制 | 轩玮
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