珠江“2022.6”流域性较大洪水分析
2022-10-26卢康明陈学秋
钱 燕 卢康明 张 尹 陈学秋
(水利部珠江水利委员会水文局,广州 510611)
0 引 言
2022年6月中旬至下旬,珠江流域连续发生两次流域性较大洪水。其中6月下旬第二次流域性较大洪水过程中,北江发生仅次于1915年的超100年一遇特大洪水,北江干流英德站6月22日14时出现洪峰水位35.97 m,超警戒水位9.97 m,为历史最高实测水位;北江飞来峡水库6月22日23时出现最大入库流量19 900 m3/s;北江干流石角站6月22日11时出现最大流量18 500 m3/s,为历史最大实测流量。
1 流域概况
珠江是我国南方的大河,包括西江、北江、东江和珠江三角洲诸河,其中西江最长,称为珠江的主干。西江上游干流称南盘江,支流北盘江汇入后称红水河,顺流而下支流柳江、郁江、蒙江、北流河和桂江依次汇入后称黔江、西江。北江干流在韶关市区以上称浈江,韶关以下始称北江,主要的支流有武江、滃江、连江、潖江、滨江等。珠江流域北靠南岭,南临南海,西部为云贵高原,中部丘陵、盆地相间,东南部为三角洲冲积平原,地势西北高、东南低,山地、丘陵面积占94.4%,平原面积仅占5.6%[1]。
珠江流域属于湿热多雨的热带、亚热带气候区,水汽主要来源于孟加拉湾、印度洋、南海及西太平洋[2],流域雨量充沛,但时空分布不均匀。多年平均降水量1 200~2 000 mm,降水量呈由东向西逐步减少分布,降雨主要集中在4-10月。流域暴雨多由锋面和热带气旋造成,一次流域性的降雨过程一般历时7 d左右,雨量主要集中在3 d以内。流域性洪水出现时间与暴雨一致,多发生在6-7月,洪水过程一般历时10~60 d,洪峰历时一般1~3 d。由于暴雨历时长、强度大、范围广,上中游地区多山丘,洪水汇流速度快,同时众多的支流又呈扇形分布,中下游及三角洲易形成峰高、量大、历时长的洪水,局部地区易形成山洪、泥石流。
2 暴雨洪水特点
6 月2-21 日,珠江连续出现强降雨天气,共发生5 场强降雨过程(表1)。受持续性强降雨影响,珠江流域西江12日发生第3号洪水,北江14日发生第1号洪水,形成珠江流域性第一次较大洪水;19日,珠江流域西江发生第4号洪水,北江发生第2 号洪水,并再次形成流域性较大洪水。珠江“2022.6”流域性较大洪水主要具有以下特点:
表1 2022年6月上中旬珠江主要降雨过程
(1)降雨历时长、累积雨量大。珠江流域6 月2-21 日连续出现强降雨天气,降雨历时长达20 d,流域累积面平均降雨量332.0 mm,较常年同期偏多近8 成,其中西江降雨量281.4 mm,较常年同期偏多近6 成,为1961 年以来历史同期第二多,其中北江降雨量570.8 mm,较常年同期偏多近1.9倍,为1961年以来历史同期最多。
(2)影响范围广、暴雨区重叠。珠江流域6 月2-21 日普降暴雨到大暴雨,经统计,流域累积降雨量超过400 mm的笼罩面积为12.5 万km2,占流域总面积的28%。6 次强降雨主要发生在柳江、桂江、贺江、北江等流域中北部地区,暴雨落区高度重叠,流域大范围地区的土壤含水量完全处于饱和状态,有利于洪水的形成。
(3)编号洪水多、洪水量级大。6月2-21日,西江发生3 次编号洪水,北江发生2次编号洪水。北江2号洪水为特大洪水,干流及支流连江均发生特大洪水。22日23时飞来峡水库出现最大入库流量19 900 m3/s,超100年一遇;22 日11时石角站出现过程最大流量18 500 m3/s,为建站以来的最大实测洪水。
3 暴雨分析
3.1 暴雨成因
(1)南海夏季风爆发偏早。南海夏季风是每年5-10月中国南海地区对流层低层盛行西南风、高层盛行东北风的一种环流形势[3]。通常,5月中下旬,南海夏季风进入爆发状态。南海夏季风爆发后的半个月内,来自热带印度洋和南海的西南暖湿水汽将顺着季风气流被输送到东亚大陆,长江以南地区将更容易出现对流性强降水过程[4]。据国家气候中心亚洲夏季风环流监测表明,2022年南海夏季风于5 月第3候(1候为5 d)爆发,较常年同期偏早1候。南海夏季风爆发后,西南暖湿气流显著增强,暖湿气流源源不断向珠江流域输送,强盛的暖湿气流促使强降雨多发。
(2)冷空气活动频繁。5月后亚欧中高纬度地区大气环流经向度大,西风带波动明显。6 月上中旬,亚欧中高纬500 hPa 平均高度场呈现两槽两脊环流分布形势,贝加尔湖以西的冷涡向我国东北地区东移,高空槽也东移发展并南伸,引导冷空气不断南下影响珠江流域。
(3)拉尼娜事件影响。2020年8月至2021年3月,赤道中东太平洋已发生了一次东部型中等强度的拉尼娜事件,随后本次拉尼娜事件于2021年秋季开始发生,2022年已是连续第二个拉尼娜年。拉尼娜事件通过影响西太平洋副热带高压的位置与强度、东亚季风环流,从而影响东亚夏季降水[5],对我国夏季气候影响复杂多样。连续发生的拉尼娜事件增加了极端气候异常出现的概率,6月上中旬,西太平洋副热带高压位置较多年同期偏西偏南且较为稳定,致使冷暖空气在珠江流域上空频繁交汇,形成持续性的强降雨天气。
3.2 暴雨时空分布
受高空槽、西南气流和低涡切变线等共同影响,6 月10-14 日、15-17 日、18-21 日流域持续出现3 次强降雨过程。其中10-14日强降雨引发第一次珠江流域性较大洪水,15-17 日和18-21 日强降雨引发第二次珠江流域性较大洪水。
10-14日,流域降雨中心不断扩展、东移。10-12日,降雨中心主要在红水河、柳江、郁江、桂江一带;13-14日,降雨中心东移至西江下游、贺江、北江、东江一带。西江流域过程累积面平均降雨量82.8 mm,降雨量超过50 mm的笼罩面积占西江流域的68%;北江流域过程累积面平均降雨量149.7 mm,降雨量超过100 mm 的笼罩面积占北江流域的85%。最大累积降雨量为广东韶关市翁源县贵联站508.8 mm,最大日降雨量为广东韶关市翁源县小石示站257.0 mm,最大1 h降雨量为广东江门市开平市狮山水库站99.9 mm。
15-17日和18-21日,流域降雨中心稳定在柳江、桂江、贺江、北江一带。15-17日西江流域过程累积面平均降雨量38.8 mm,北江流域过程累积面平均降雨量77.7 mm;18-21日,西江流域过程累积面平均降雨量51.7 mm,北江流域过程累积面平均降雨量207.2 mm。15-21 日,西江流域降雨量超过50 mm的笼罩面积占西江流域的50%,北江流域降雨量超过100 mm 的笼罩面积占北江流域的89%,最大累积降雨量为广西桂林市临桂区宛田站951.0 mm,最大日降雨量为广西柳州市融水县香粉站507.0 mm,最大1 h降雨量站为广东韶关市浈江区溢洲水电站157.0 mm。
10-21日珠江流域累积面平均降雨量205.6 mm,降雨量超过50 mm、100 mm的笼罩面积分别占珠江流域的94%、64%;自西向东4个暴雨中心柳江、桂江、北江、东江累积面平均降雨量分别为272.4 mm、436.6 mm、434.6 mm、301.8 mm,最大累积降雨量为广东韶关市曲江区濛浬站1 083.0 mm,最大日降雨量为广西柳州市融水县香粉站507.0 mm,最大1 h降雨量站为广东韶关市浈江区溢洲水电站157.0 mm。
4 洪水分析
4.1 洪水过程
4.1.1 西江3号和北江1号洪水
受6 月10-14 日强降雨影响,西江上中游干流红水河、黔江和浔江,支流郁江、桂江、蒙江和北江上中游支流武江、连江及中下游干流出现明显洪水过程,12 日西江发生第3号洪水,14日北江发生第1号洪水,形成第一次珠江流域性较大洪水,12-15日西江和北江干支流控制站先后出现洪峰。西北江干支流主要控制站点洪峰情况见表2。
表2 西江3号和北江1号洪水干支流控制站洪峰情况
4.1.2 西江4号和北江2号洪水
受6月15-17日和18-21日强降雨影响,西江中游干流黔江和浔江,中游支流郁江、桂江、蒙江和北江干流、中游支流连江出现明显洪水过程,19日西江发生第4号洪水、北江发生第2号洪水,形成第二次珠江流域性较大洪水,17-23日西江和北江干支流控制站先后出现洪峰。北江干流和支流连江发生特大洪水,干流飞来峡水库最大入库流量仅次于1915年,石角站洪峰流量为1924年建站以来最大,支流连江高道站洪峰流量为1954年建站以来第二大。西北江干支流主要控制站点洪峰情况见表3。西江梧州站3号、4号洪水和北江石角站1号、2号洪水水位-流量过程见图4、图5。
表3 西江4号和北江2号洪水干支流控制站洪峰情况
图4 西江3号、4号洪水梧州站水位-流量过程
图5 北江1号、2号洪水石角站水位-流量过程
4.2 洪水组成
4.2.1 西江3号和北江1号洪水
西江3号洪水主要来源于红水河、郁江和无控区间,北江1号洪水主要来源于滃江、连江和无控区间。
(1)西江3 号洪水。梧州站的洪量为173.8 亿m3,其中红水河迁江站占23.3%、柳江柳州站占14.4%、郁江贵港站占19.2%、桂江京南站占15.9%、无控区间占16.8%,柳江、洛清江、桂江、蒙江及无控区间洪量所占比例大于其流域所占面积比。西江3号洪水主要站洪量统计见表4。
(2)北江1号洪水。石角站的洪量为61.5亿m3,其中浈江新韶站占11.5%、武江犁市站占13.4%、滃江滃江站占8.5%、连江高道站占25.7%、无控区间占35.7%,滃江、连江和无控区间洪量所占比例大于其流域所占面积比。北江1号洪水主要站洪量统计见表5。
4.2.2 西江4号和北江2号洪水
西江4号洪水主要来源于柳江、桂江,北江2号洪水主要来源于浈江、连江和无控区间。
(1)西江4 号洪水。梧州站的洪量为288.0 亿m3,其中红水河迁江站占18.1%、柳江柳州站占27.5%、桂江京南站占23.2%,柳江、洛清江、桂江、蒙江洪量所占比例大于其流域所占面积比。西江4号洪水主要站洪量统计见表4。
表4 西江3号、4号洪水主要站洪量统计
(2)北江2号洪水。石角站的洪量为119.3亿m3,其中浈江新韶站占15.9%、武江犁市站占12.4%、连江高道站占32.8%、无控区间占31.3%,连江和无控区间洪量所占比例大于其流域所占面积比。北江2号洪水主要站洪量统计见表5。
5 结 论
通过对西江3 号、北江1 号洪水形成的第一次流域性较大洪水和西江4 号、北江2 号洪水形成的第二次流域性较大洪水的分析可知,2022年6月珠江流域发生的两次流域性较大洪水,由于暴雨过程的差别造成洪水量级的不同。
(1)第一次洪水降雨历时5 d 较第二次历时7 d 短,第一次洪水西江流域过程累积降雨量82.8 mm 与第二次90.5 mm 量级相当,第二次洪水北江流域过程累积降雨量284.9 mm约为第一次149.7 mm的2倍。
(2)第一次洪水西江量级大,西江梧州站洪峰流量39 200 m3/s,超5年一遇,北江石角站洪峰流量14 400 m3/s,超10年一遇;第二次洪水北江量级大,西江梧州站洪峰流量34 000 m3/s,小于5年一遇,北江石角站洪峰流量18 500 m3/s,近100年一遇。
1号洪水2号洪水河名站名占石角站流域面积比(%)浈江武江滃江连江潖江滨江无控区间北江新韶犁市滃江高道大庙峡珠坑占石角洪量比(%)11.5 13.4 8.5 25.7 2.0 3.2 35.7占石角洪量比(%)15.9 12.4 5.1 32.8 1.2 1.3 31.3 19.7 18.2 5.2 22.4 1.3 4.4 28.8石角洪量/亿m3 7.0 8.2 5.2 15.8 1.2 2.0 22.1 61.5洪量/亿m3 19.0 14.8 6.1 39.1 1.4 1.5 26.2 119.3
(3)第一次洪水西江流域的红水河、郁江、柳江、桂江都发生较大涨水过程,北江流域的中下游滃江、连江、潖江发生较大涨水过程;第二次洪水西江流域中下游柳江、桂江发生较大涨水过程,北江流域上游浈江和中游连江发生较大涨水过程。