程雪蓉
(江西省上饒水文局,江西 上饒 334000)
鄱陽(yáng)湖地處長(zhǎng)江中下游南岸,水系面積16.22萬(wàn)km2,占江西省面積的95.5%。地勢(shì)南高北低,邊緣群山環(huán)繞,中部丘陵起伏,四周逐漸向鄱陽(yáng)湖區(qū)傾斜。鄱陽(yáng)湖水系發(fā)達(dá),贛江、撫河、信江、饒河、修水為主要河流,五河來(lái)水匯入鄱陽(yáng)湖經(jīng)湖口注入長(zhǎng)江[1,2]。多年平均降水總量約為1 640mm,降水時(shí)空分布不均勻,洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的損失[3~5]。2019年6月,鄱陽(yáng)湖水系遭受強(qiáng)降雨,受災(zāi)嚴(yán)重,但在長(zhǎng)江流域防洪體系中發(fā)揮著不可替代的作用。為此,以降雨數(shù)據(jù)、洪水過(guò)程、水庫(kù)調(diào)蓄過(guò)程為基礎(chǔ),分析暴雨洪水的特點(diǎn),基于分析結(jié)果,提出防洪建議,可為防汛抗洪提供科學(xué)依據(jù)。
受冷暖空氣共同影響,2019年鄱陽(yáng)湖水系普降大到暴雨,局部大暴雨到特大暴雨,雨帶在贛中、贛南、贛北擺動(dòng)。降雨時(shí)間為6月6日14時(shí)~12日8時(shí),面平均雨量130mm,其中吉安市吉州區(qū)408mm。1h最大點(diǎn)雨量高達(dá)83mm,3h最大點(diǎn)雨量為165mm,6h最大點(diǎn)雨量為242mm。
(1)暴雨降雨總量大,范圍廣。本次降雨過(guò)程總降雨量為130mm,其中吉安市吉州區(qū)408mm,累積點(diǎn)最大降雨量高達(dá)596mm。本次降雨過(guò)程共89縣3 684站降雨超過(guò)50mm,籠罩面積13.1萬(wàn)km2,占全省面積的78.5%;共78縣2 790站降雨超過(guò)100mm,籠罩面積10.07萬(wàn)km2,占全省面積的60.3%;共31縣553站降雨超過(guò)250mm,籠罩面積2.06萬(wàn)km2,占全省面積的12.3%。降雨總量大且范圍廣,導(dǎo)致災(zāi)情更為嚴(yán)重。
(2)短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度大。1h最大點(diǎn)雨量為安??h神坑水 83.0mm,3h最大點(diǎn)雨量為全南縣馬坑崗站170.0mm,6h最大點(diǎn)雨量為廣豐區(qū)東陽(yáng)站241.5mm。
(3)暴雨中心移動(dòng)。本次降雨過(guò)程暴雨中心從贛東北往贛中、贛南移動(dòng)。6日暴雨中心位于信江上游流域;7日主雨區(qū)位于贛江中游流域;8日暴雨中心位于贛江中游及撫河流域;9日暴雨中心位于贛江上游流域。
本次降雨過(guò)程主要是贛江、信江出現(xiàn)明顯漲水過(guò)程,因此以下主要分析贛江、信江兩個(gè)流域,信江以中游弋陽(yáng)水文站為例,贛江以吉安水文站為例。
信江、饒河干流目前無(wú)控制性防洪工程(昌江浯溪口水庫(kù)處于試運(yùn)行階段),流域洪水主要受流域內(nèi)降雨匯流影響,而贛江、撫河流域不僅受流域內(nèi)降雨匯流影響,其流域內(nèi)水庫(kù)泄洪對(duì)水位的影響較大,比如萬(wàn)安水庫(kù)、峽江水庫(kù)、江口水庫(kù)、洪門(mén)水庫(kù)、廖坊水庫(kù)等。鄱陽(yáng)湖水系多為山丘區(qū)地帶,洪水匯流時(shí)間快。
受強(qiáng)降雨影響,信江中游弋陽(yáng)站6月7日14時(shí)20分水位漲至44.00m(吳淞基面,黃?;?吳淞基面-2.701m),見(jiàn)圖1,此時(shí),在信江中游形成“信江2019年第1號(hào)洪水”,同日19時(shí)20分達(dá)到洪峰水位44.32m,相應(yīng)流量5 290m3/s(整編后的成果,下同)。
圖1 弋陽(yáng)水文站2019年6月雨洪過(guò)程線
隨著暴雨中心轉(zhuǎn)至贛江中游,贛江中游發(fā)生超警戒洪水。贛江中游吉安站6月9日4時(shí)40分水位漲至50.51m(吳淞基面,黃?;?吳淞基面-1.476m),見(jiàn)圖2,此時(shí),在贛江中游形成“贛江2019年第1號(hào)洪水”,在10日11時(shí)50分達(dá)到洪峰水位53.21m,相應(yīng)流量14 000m3/s。由于其上游萬(wàn)安水庫(kù)于11日14時(shí)將出庫(kù)流量加大至10 000m3/s,造成吉安站在退水段維持較長(zhǎng)時(shí)間的高水位。
圖2 吉安站2019年6月雨洪過(guò)程線
洪峰流量重現(xiàn)期采用皮爾遜三型曲線適線法[6,7]推求,為提高可信度,加入歷史洪水調(diào)查資料,由于弋陽(yáng)水文站超警幅度不大,僅以吉安水文站為例。
據(jù)《洪水調(diào)查資料》(1983年版),在吉安水文站基本斷面上游500m,進(jìn)行了歷史洪痕調(diào)查,實(shí)測(cè)了3處洪痕。1876年水位54.43m,相應(yīng)洪峰流量20 800m3/s,1899年水位54.10m,相應(yīng)洪峰流量19 800m3/s,1915年水位為55.10m,相應(yīng)洪峰流量23 000m3/s。詳見(jiàn)表1。
表1 吉安段調(diào)查洪水統(tǒng)計(jì)表
采用矩法初估統(tǒng)計(jì)參數(shù),通過(guò)皮爾遜三型曲線進(jìn)行適線,得到各統(tǒng)計(jì)參數(shù)值及各頻率的設(shè)計(jì)值,詳見(jiàn)表2~3,可知本次過(guò)程吉安站洪峰流量重現(xiàn)期為8年一遇。
表2 吉安統(tǒng)計(jì)參數(shù)值
表3 吉安站不同頻率下的設(shè)計(jì)流量成果表
本次降雨過(guò)程,贛江上游支流桃江南徑水文站(集水面積251km2)及贛江上游支流太平江杜頭水文站(集水面積435km2)發(fā)生了超歷史洪水,其中南徑水文站超歷史0.86m(歷史最高水位302.70m,1984年6月),杜頭水文站超歷史2.18m(歷史最高水位95.53m,1993年6月),其洪水有以下主要特點(diǎn):
(1)洪水匯流時(shí)間短。兩條河流屬于中小河流,降雨落地之后很快匯集到河道中。從降雨開(kāi)始至出現(xiàn)洪峰時(shí)間為9~10h,若當(dāng)主峰雨結(jié)束進(jìn)行洪水預(yù)報(bào),預(yù)見(jiàn)期很短。
(2)洪水漲幅大。南徑水文站6月10日2時(shí)10分水位為300.94m(假定基面),10日11時(shí)20分水位漲至303.56m,漲幅2.62m;杜頭水文站10日6時(shí)45分水位90.92m(假定基面),10日15時(shí)54分水位漲至97.71m,漲幅6.79m。
(3)洪水上漲速度快。杜頭水文站從水位起漲到出現(xiàn)洪峰約9個(gè)小時(shí),漲幅達(dá)6.79m,其中10日9時(shí)~10時(shí)這1h水位上漲了1.02m,可見(jiàn)洪水上漲速度非???。
贛江、撫河流域有6座大型水庫(kù),其中萬(wàn)安、峽江、洪門(mén)為大(Ⅰ)型水庫(kù),石虎塘、江口、廖坊為大(Ⅱ)型水庫(kù),總庫(kù)容為66.8億m3,僅萬(wàn)安、峽江、廖坊3座水庫(kù)擁有防洪庫(kù)容共計(jì)14.8億m3,為下游防洪發(fā)揮著錯(cuò)峰、削峰、攔蓄洪水的重要功能,在防汛抗旱中起著舉足輕重的作用。
本次降雨過(guò)程中,萬(wàn)安水庫(kù)在洪水來(lái)臨前33h加大出庫(kù)流量,降低庫(kù)水位2.3m,騰出庫(kù)容1.17億m3迎戰(zhàn)洪水;6月9日下午,將萬(wàn)安出庫(kù)流量由5 000m3/s降至3 000m3/s,成功為下游吉安段洪水水位錯(cuò)峰,降低吉安站洪峰水位0.3~0.5m,吉安站在52.00m以上高水位的持續(xù)時(shí)間減少了24h,減輕了贛江中下游防洪壓力和洪災(zāi)損失。萬(wàn)安、峽江、廖坊等大型水庫(kù)提前泄洪,共騰出庫(kù)容2.58億m3。洪門(mén)、江口水庫(kù)攔洪削峰效果顯著,削峰率分別達(dá)到81%、42%,充分發(fā)揮水工程攔洪、削峰、錯(cuò)峰作用,大幅降低了下游流域的災(zāi)害損失。
鄱陽(yáng)湖水系“2019.06”暴雨洪水是近年來(lái)較為典型的暴雨洪水,通過(guò)暴雨洪水的監(jiān)測(cè)、分析及水庫(kù)調(diào)洪調(diào)度,得到以下啟示:
(1)隨著氣候變化,極端天氣時(shí)有發(fā)生,我們要提高災(zāi)害防范意識(shí),尤其是局地短歷時(shí)強(qiáng)降雨致災(zāi)性強(qiáng),要及時(shí)密切滾動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。
(2)亟需建設(shè)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)。鄱陽(yáng)湖水系發(fā)達(dá),降雨時(shí)空分布不均,洪澇災(zāi)害頻繁,現(xiàn)有的防洪能力難以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的防洪安全需求,迫切需要基于現(xiàn)行水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度方式建設(shè)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng),充分發(fā)揮水庫(kù)攔洪削峰錯(cuò)峰作用,減輕下游防洪壓力。
(3)科學(xué)防御中小河流洪水及山洪地質(zhì)災(zāi)害。中小河流防御標(biāo)準(zhǔn)低、洪水來(lái)得快、突發(fā)性強(qiáng),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)運(yùn)行管理,完善水文氣象預(yù)警預(yù)報(bào)機(jī)制,打通預(yù)警信息傳遞“最后1公里”,最大限度減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。
(4)文章僅對(duì)2019年一場(chǎng)強(qiáng)降雨過(guò)程進(jìn)行分析,后期應(yīng)結(jié)合多年歷史暴雨洪水過(guò)程,對(duì)其規(guī)律進(jìn)行研究,探索暴雨洪水特點(diǎn),提出更為細(xì)致的防汛抗洪建議。