北江流域2022年6月洪水与1915年7月洪水对比初探
2022-09-19宋利祥贾文豪王汉岗胡豫英
宋利祥,刘 培,贾文豪,王汉岗,胡豫英,张 印
(水利部珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510610,广州)
2022年“龙舟水”期间(5月下旬至6月中旬),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。为此,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7月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,以期为提升珠江流域性洪水应对能力提供决策参考。
一、2022年5—6月珠江流域雨水汛情概况
每年端午节前后,南北冷暖空气交汇导致我国广东、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:
①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623 mm,较多年同期偏多五成,为1961年以来同期最多,其中西江流域、北江流域、东江流域分别偏多五成、八成、八成,西江流域降雨量为1961年以来同期最多。
②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状态。
③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。
④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19 400 m3/s,石角站流量18 400 m3/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。
图1珠江流域片2022年6月与1915年7月降雨落区对比示意图
二、两次洪水及灾情对比分析
1.雨情对比分析
将1915年7月降雨落区图进行矢量数字化,并与2022年6月降雨分布图进行叠加分析(图1)。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km2、16万km2,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km2,其中,珠江流域大雨、暴雨落区面积分别约为37万km2、9万km2,暴雨落区主要分布在北江、桂江、贺江、北流河一带。2022年6月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地区,面积约4万km2。
2.水情对比分析
(1)洪水特性对比
①1915年7月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34 000 m3/s的洪峰流量;北江飞来峡水库6月22日23时出现最大入库流量19900m3/s,为建库以来最大(超100年一遇);经水利工程调蓄,北江下游控制站石角站6月22日11时出现最大流量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现54 500 m3/s的洪峰流量(200年一遇);北江干流横石站同日出现21 000 m3/s的洪峰流量(200年一遇);东江博罗站9日出现13.19 m的洪峰水位,相应流量6 670 m3/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7月洪水为流域性特大洪水。
②1915年7月洪水过程历时明显长于2022年6月洪水。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。6月19日8时,珠江流域西江干流广西梧州站水位涨至20.95 m,超过警戒水位2.45 m,相应流量34 500 m3/s,编号为“西江2022年第4号洪水”。6月19日12时,珠江流域北江干流广东石角站流量涨至12 000 m3/s,编号为“北江2022年第2号洪水”。从石角站来看,2022年北江洪水从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7月洪水,西江干流梧州站6月26日开始起涨,水位8.45 m,至7月10日达最高水位27.07 m,7月11日后水位开始消退,洪水过程历时长达30余天。因此,2022年6月洪水历时明显短于1915年7月洪水。
(2)西江、北江洪水及洪水遭遇情况对比
①1915年7月洪水上游各支流洪水不大,但出现十分不利的遭遇。红水河迁江站洪峰流量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),两江洪峰相遇,汇合后黔江武宣洪峰流量达到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,至梧州站洪峰流量达54 500 m3/s(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、北江天然洪水因水工程调度而避免遭遇。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。
3.灾情对比分析
(1)1915年洪水灾情
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。两广地区受灾人口达600万,受灾农田面积达94.7万hm2。广西南宁苍梧、柳州等30余县均受灾,受灾人口220万人,40万灾民流离失所,房屋冲塌10余万间,受灾农田面积26.7万hm2。广东连县、清远等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,珠江三角洲灾民达378万人,受灾耕地面积43.2万hm2,死伤10余万人,广州被淹7天之久。
(2)2022年6月洪水灾情
2022年6月洪水灾害主要涉及广西、广东2省(自治区),其中广东韶关、英德等地由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,估算英德市6月23日洪水淹没面积为44.5 km2,清远市清城区淹没面积为61.4 km2。得益于西江、北江流域水工程联合防洪调度,本次洪水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,洪水期间未出现群死群伤、水库堤围溃决及群体性社会事件。
三、防洪工程体系建设及调度效果分析
1.北江防洪工程体系建设效果
珠江流域部分地区自唐、宋代开始筑堤防洪,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和湾头、乐昌峡等,总防洪库容15.13亿m3。潖江蓄滞洪区设计滞洪水位以下范围为87.95 km2,有效蓄滞洪库容4.32亿m3。芦苞涌、西南涌设计分洪流量分别为1 200 m3/s和1 100 m3/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,灾害性洪水影响范围及所造成的人员伤亡事故大为减少,为国家经济建设与社会发展作出了巨大贡献。
2.水工程群联合防洪调度效果
受前期持续性强降雨影响,此次洪水发生之前,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状态,土壤含水饱和,防洪形势极为严峻。
面对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、流域—干流—支流—断面、总量—洪峰—过程—调度、技术—料物—队伍—组织”,着力加强管控洪水防御的全过程、各环节,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,防洪调度成效显著。
在抵御此次北江特大洪水中,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,使珠江三角洲地区河道安全泄量满足要求。
在北江中上游地区,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2 840 m3/s(6月21日11时),共拦洪约0.95亿m3。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,上述支流水库共拦洪约2.89亿m3。
飞来峡水库从6月1—18日通过多轮预泄腾库,坝上水位从最高23.56 m降至17.57 m,腾空库容约3亿m3,之 后 维 持 低 水 位 运 行。6月20—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m3。前期,为保上游江口镇,调度飞来峡出库流量18000m3/s;后期,为保证下游石角站,以流量不超过19000m3/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,共蓄滞洪水约3亿m3。
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至18 500 m3/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。
四、结 论
①2022年“龙舟水”期间,珠江流域雨水汛情具有流域降雨异常偏多、降雨落区高度重叠、编号洪水频繁发生、部分江河洪水量级大等特点。
②雨情方面。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km2。
③水情方面。2022年6月洪水为流域性较大洪水、北江特大洪水,1915年7月洪水为流域性特大洪水;2022年6月洪水历时、各阶段洪量均小于1915年7月洪水;若没有水工程调度,2022年6月西江、北江洪水经演进后,将在珠江三角洲大概率遭遇。
④灾情方面。1915年7月洪灾触目惊心、损失惨重;2022年6月洪水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,未出现群死群伤、水库堤围溃决及群体性社会事件。
⑤目前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。在2022年6月洪水防御过程中,通过精细化调度干支流水工程群,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。
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,以权威部门发布为准。■