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“20.6”西北江及三角洲洪水特点简析

2021-04-27

广东水利水电 2021年4期
关键词:马口三水北江

王 超

(广东省水文局佛山水文分局,广东 佛山 528000)

2020年6月上旬,受高空槽及西南季风爆发影响,广东、广西出现持续性、大范围强降水过程。受强降雨和上游来水影响,三角洲地区水文站点从3日开始迅速上涨,洪峰于10日19:25到达西江干流水道马口水文站,洪峰水位为6.66 m,相应流量为38 200 m3/s、北江干流水道三水水文站,洪峰水位为6.98 m,相应流量为12 100 m3/s,同时三角洲河道多站超警。马口站流量超5年一遇、三水站流量超10年一遇。

1 暴雨概况

受高空槽及西南季风爆发影响,2020年6月2—9日,西江流域广西境内出现大面积的强降雨,西江雨情分为3个阶段:2日暴雨中心位于柳江流域,3日雨势暂缓;4日暴雨主要集中在柳江、桂江,5日雨势暂缓;6—9日,暴雨集中在柳江、桂江、贺江。从6日起,暴雨中心东移。6—10日,北江全流域出现大范围的强降雨,且后期北江降雨量级上比西江大。西江流域4日、6日分别有139个、98个站点日雨量大于100 mm,北江流域6日、7日、8日分别有108个、95个、117个站点日雨量超过100 mm。

6月2—10日,西、北江日雨量大于100 mm站点情况见表1。这次降雨的特点是范围大,强度大,持续时间长,累积降雨量大。降雨分布情况见图1。

图1 6月2—10日西、北江流域雨量分布示意

表1 2020年6月2—10日西、北江日雨量大于100 mm站点

2 洪水概况

此次洪水由3场降雨叠加而成:第1场,西江支流的柳江降雨把西江底水抬高;第2场,降雨造成西江支流的柳、桂江洪峰叠加;第3场降雨造成北江来水补充,西北江洪峰几乎同时到达三角洲。

2.1 西江

6月2日起,柳江、桂江及西江干流相继出现涨水过程。柳江象州站于6日17:20出现19 080 m3/s的洪峰流量,武宣站7日5:00出现洪峰23 700 m3/s。郁江贵港站6日23:00出现1 890 m3/s的洪峰流量,大湟江口7日20:00出现24 200 m3/s的流量,之后大湟江口一直维持较高水位,流量变动不大。蒙江太平站于8日8:00出现747 m3/s的洪峰流量,桂江京南电站于8日20点出现11 300 m3/s的洪峰流量,贺江南丰站于8日5:00出现3 400 m3/s的洪峰流量,梧州站于9日4:00出现34 900 m3/s左右的洪峰流量,按照合成流量及洪水传播时间(梧州到高要传播时间为15 h左右),西江干流高要站(肇庆市端州区)应该于9日19:00左右出现37 800 m3/s的洪峰流量,但受北江顶托及天文大潮影响,高要洪峰延迟。10日18:00,高要站出现9.08 m的洪峰水位,相应流量为38 500 m3/s,超5年一遇。

西江三角洲入口控制站马口水文站(佛山市三水区)水位从0.98 m(6 月3 日8:00)起涨,6 月10 日19:25 出现6.66 m 洪峰水位(警戒水位7.5 m),相应流量为38 200 m3/s,超5年一遇。

2.2 北江

北江韶关站于9日15:00出现52.96 m的洪峰水位,同时支流滃江、连江水位不断上涨,使得飞来峡站于10日9:00出现13 200 m3/s的洪峰流量。此外,潖江大庙峡站(清远市佛冈县石角镇)出现超历史实测最大洪水:6月7日19:45出现52.13 m的洪峰水位、相应流量为2 040 m3/s,超50年一遇(实测历史最高水位52.10 m,流量1 860 m3/s,2013年5月)。北江干流石角站于10日17时出现10.34 m的洪峰水位、相应流量为14 200 m3/s,近10年一遇。

此外,绥江四会站9日14:00出现2 060 m3/s的洪峰流量。北江三角洲入口控制站三水水文站(佛山市三水区)水位从0.98 m(6 月3 日8:00) 起涨,6 月10 日20:00出现6.98 m 洪峰水位(警戒水位7.5 m),相应流量为12 100 m3/s,超10年一遇。

西、北江流域主要站点分布如图2所示,西、北江主要控制站起涨、洪峰水位见表2。

3 水文情况分析

“20.6”洪水具有双江发洪、退水慢、超警站点多、涨率大、流速大、受水利枢纽调度影响等特点。

3.1 双江发洪

这场洪水首先是由西江开始起涨,后北江洪水叠加,造成双江发洪。6月2日开始,西江上游水势上涨,受西江来水影响,经过思贤滘调节,马口、三水站同时起涨。6月6日,北江上游水势上涨。此时西江洪水仍处在快速上涨期,两江洪水叠加,又遇下游天文大潮顶托(6月6日为农历4月15日),三角洲河道水位长时间处于中高洪水位。

由图3可见,2020年6月2—7日,思贤滘流量基本上处于西过北,流量为负;6月7日晚开始,由于北江水迅速上涨,思贤滘流量处于北过西,流量为正。而2017年7月的洪水,为典型的西江发洪,北江来水影响甚微,所以思贤滘流量一直为负数。

3.2 退水慢,超警站点多

受上游来水补充、天文大潮等影响,西江梧州站自出现洪峰水位后维持在高水位运行,退水十分缓慢,超警戒水位持续时间长达127 h。上游武宣站超警戒时间长达144 h。

图2 西、北江流域主要站点分布示意

表2 西、北江主要控制站起涨、洪峰水位

图3 思贤滘岗根站流量过程线示意

北江清远站超警戒时间长达26 h。石角站流量大于1 2000 m3/s的时间长达141 h。

该次洪峰到达西北江三角洲时,适逢农历19日,仍处于天文大潮期,对洪峰水位有一定的顶托作用,马口、三水站长时间保持较高水位。其中马口站水位流量超过34 000 m3/s(达洪水蓝色预警标准,对应涨水时水位5.6 m,退水时水位6.1 m)时间达76 h。北江三水站流量超过11 000 m3/s(达洪水黄色预警标准,对应水位为6.6 m)时间达43 h,北江三水站流量超过 10 000 m3/s(达洪水蓝色预警标准,对应水位为5.85 m)时间达81 h。

北江来水使得三角洲北江沿线站点多个站点超警。其中佛山市三水区海丰村站水位超7.5 m(群众撤离水位)时间达46 h,超3.1 m(进村道路被淹)将近9 d(6—15日)。佛山市出现5个超警戒水位的站点。中山市出现超警戒水位站点的有1个。三角洲主要江河站点的洪潮水位见表3。

表3 三角洲主要江河站点洪潮水位 m

3.3 涨率大,流速大

从6—10日的4 d里,三水、马口站水位涨幅均超过4 m,24 h最大涨幅达1.64 m。1 h最大涨率达0.19和0.24 m,大于“08.6”西北江大洪水每小时最大涨率0.12 m[1]。

马口站实测最大单点流速为3.81 m/s,三水站实测最大单点流速为3.13 m/s。

3.4 受水利枢纽调度影响

如图4所示,6月2—10日,西江上游武宣站出现3个洪峰。而武宣站下游的大湟江口站期间只出现两个洪峰,6月8日后大湟江口站水位一直保持平稳,这主要受位于武宣站和大湟江口之间的大藤峡水利枢纽的调度影响,大藤峡水利枢纽在此次洪水中起到了削峰的作用。

同时,北江水利枢纽积极调度。其中飞来峡自9日11:00起,逐步加大出库流量,恢复敞泄。石角站上游大燕河(龙沥站)9日晚上开始分洪,同时,北江下游西南水闸和芦苞水闸自10日下午起,按290 m3/s的流量分洪。北江水利枢纽的联合调度为削减下游三水站的洪峰流量起到了重要作用。

图4 武宣、大湟江口、大藤峡水位过程线示意

4 结语

通过对本次洪水的分析总结,发现对于三角洲洪水,预报的难点有:水位流量关系曲线的定线以及分流比的确定。此外,地方对水文情报预报提出了新的要求,而此次上游水库枢纽的调度,增加了三角洲站点预报的难度,因此提出以下建议:

1)近年来,西、北江及三角洲的水文情势及河道状况发生了较大的变化[1-9],直接影响到河道断面的水位流量关系曲线的变化。以马口和三水两站的断面变化为例,1996—1999年与1988年前的综合曲线相比较,相同的流量下,水位显著下降[10]。因此在预报过程中由洪峰流量反推洪峰水位时,水位流量关系曲线的选择至关重要。一方面,要根据近些年的资料重新制定三水、马口站的综合曲线,另一方面,由于每场洪水的特性不同,在实际预报工作中,要根据每场洪水的实测资料定线,以免引起洪峰水位预报的较大偏差。

2)加强河道分流比的研究。随着河床及上游来沙的变化,西、北江干流水道不同年代就有不同的分流比[11-14]。通过资料分析,20世纪90年代之后,至2010年,马口、三水站分流比出现减少(增长)的变化趋势,西江水更多地流入北江。东海水道与西海水道的分流比也出现较大变化,西江水增加水量输入东海水道[10]。目前,三角洲下游河道站点的预报方法仍采用与三水、马口站洪峰水位相关的相关图法。建议加强近10 a西、北江及三角洲河道分流比的变化研究,有利于提高三水、马口站预报的准确度,也可据此预报下游站点的洪峰流量、最大流速(流量、流速等相关要素与险工险段的防御密切相关),与相关图法相互印证。

3)从本场洪水来看,地方较为关心退水预报,即出现洪峰过后多长时间水位能退到某种标准以下,需在以后工作中加强退水预报的分析及总结工作。

4)能及时接收上游水利枢纽调度资料对下游三角洲站点的预报工作十分重要,建议加强与上游水利枢纽的沟通,实现信息共享。

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