杜勇,陳學(xué)秋
(水利部珠江水利委員會(huì)水文局,510611,廣州)
2022年5月 下旬 至7月上 旬,受連續(xù)性強(qiáng)降雨影響,珠江流域西江和北江共發(fā)生7次編號(hào)洪水,數(shù)量列新中國成立以來第一位。北江2號(hào)洪水發(fā)展為僅次于1915年的特大洪水,洪水還原后北江石角站洪峰流量超20 000 m3/s。西江和北江洪水歷時(shí)之長、編號(hào)之多、量級(jí)之大,歷史罕見。
2020年以來赤道東太平洋連續(xù)發(fā)生兩次拉尼娜事件,引發(fā)大氣環(huán)流異常,導(dǎo)致珠江流域汛期降雨不確定性增加。2022年南海夏季風(fēng)爆發(fā)時(shí)間較常年同期偏早1候,暖濕氣流源源不斷向珠江流域輸送,為持續(xù)性強(qiáng)降雨天氣提供充足水汽。拉尼娜事件持續(xù)和南海夏季風(fēng)偏早是珠江“22·6”特大洪水的重要?dú)夂虮尘啊?/p>
2022年5月下旬至6月中旬,亞歐中高緯500 hPa高度場整體呈現(xiàn)兩槽兩脊環(huán)流分布形勢,亞歐中高緯環(huán)流經(jīng)向度大導(dǎo)致冷空氣接踵南下;西北太平洋副熱帶高壓位置偏西且較為穩(wěn)定,珠江流域處于副熱帶高壓西北側(cè)西南流場,致使冷暖空氣在珠江流域上空頻繁交匯形成持續(xù)性強(qiáng)降雨天氣。
特大洪水期間,珠江流域共發(fā)生11次強(qiáng)降雨過程,其中5月下旬3場,6月上旬2場、中旬3場、下旬1場,7月上旬2場,全流域累積面雨量622.4 mm,較常年同期偏多4成,其中西江和北江累積降雨較常年同期分別偏多3成和1.2倍,分列1961年有資料以來同期第四位和第一位。
受5月25—30日降雨影響,西江上游干流紅水河、中游干流黔江和潯江、中游支流柳江均出現(xiàn)明顯洪水過程。西江上游龍灘水庫5月30日11時(shí)入庫流量漲至10 900 m3/s,形成西江2022年第1號(hào)洪水。西江梧州站6月2日6時(shí)15分出現(xiàn)洪峰流量26 000 m3/s,次洪水量188.6億m3,其中干流遷江站水量45.8億m3,支流柳江柳州站水量45.9億m3。因是汛期第一場洪水,西江上游龍灘水庫攔蓄洪水,避免紅水河洪水與柳江洪水遭遇,中下游干流洪峰主要由柳江洪水傳播疊加區(qū)間洪水形成,經(jīng)過天生橋一級(jí)、光照、龍灘、百色等西江中上游水庫群聯(lián)合調(diào)度,削減梧州站洪峰流量4 800 m3/s,成功避免了西江干流發(fā)生超警洪水。
受6月2—9日降雨影響,西江中游黔江和潯江,中游支流柳江、桂江、蒙江出現(xiàn)明顯洪水過程。黔江武宣站6日17時(shí)流 量漲 至25 200 m3/s,形 成西江2022年第2號(hào)洪水。經(jīng)過天生橋一級(jí)、光照、龍灘、巖灘、百色、落久等水庫聯(lián)合控泄運(yùn)用,西江梧州站8日8時(shí)30分出現(xiàn)洪峰流量33 800 m3/s,次洪水量147.0億m3,其中干流紅水河遷江站水量29.1億m3,支流柳江柳州站水量53.4億m3,支流桂江京南站水量20.4億m3。本次洪水主要來源于西江中游柳江和桂江,支流洪水快速匯集,抬高中下游干流底水,梧州站出現(xiàn)2022年首次超警洪水。
受6月10—14日降雨影響,西江干流紅水河、黔江和潯江,支流郁江、桂江、蒙江;北江上游支流武江、中游支流連江和干流中下游河段出現(xiàn)明顯洪水過程。西江梧州站6月12日20時(shí)水位漲至18.52 m,形成西江2022年第3號(hào)洪水;北江石角站14日11時(shí)30分流量漲至12 000 m3/s,形成北江2022年第1號(hào)洪水。珠江2022年第一次流域性洪水形成。
天生橋一級(jí)、光照、龍灘、巖灘、百色水庫聯(lián)合控泄調(diào)度,西江梧州站15日3時(shí)25分出現(xiàn)洪峰流量39 200 m3/s,次洪水量173.8億m3,洪水主要來源于西江中下游,干流紅水河遷江站水量40.5億m3,支流柳江柳州站和桂江京南站的水量分別為25.1億m3和27.6億m3。
飛來峽水利樞紐預(yù)泄削峰調(diào)度,北江石角站15日18時(shí)出現(xiàn)洪峰流量14 400 m3/s,次洪水量61.5億m3,洪水主要來源于中游,中游支流連江高道(昂壩)站水量15.8億m3,干流飛來峽水庫至石角站區(qū)間水量13.8億m3。
受6月15—21日降雨影響,西江中游干流黔江和潯江,中游支流郁江、桂江、蒙江出現(xiàn)明顯洪水過程;北江上游湞江、中游支流連江和干流中下游河段出現(xiàn)特大洪水過程。西江梧州站6月19日8時(shí)水位復(fù)漲至20.95 m,形成西江2022年第4號(hào)洪水;北江石角站19日12時(shí)流量漲至12 000 m3/s,形成北江2022年第2號(hào)洪水,珠江2022年第二次流域性洪水形成。
本次洪水,西江首次實(shí)現(xiàn)干支流5大庫群24座水庫聯(lián)合防洪調(diào)度,削減梧州站洪峰流量6 000 m3/s以上。6月23日16時(shí)25分梧州站出現(xiàn)洪峰流量34 000 m3/s,次洪水量288.0億m3,其中干流紅水河遷江站水量52.2億m3,支流柳江柳州站和桂江京南站水量分別為79.3億m3和66.9億m3,洪水主要來源于中下游,造成西江下游河段長時(shí)間持續(xù)高水位。
湞江新韶站6月21日16時(shí)出現(xiàn)洪峰流量6 120 m3/s,重現(xiàn)期接近100年一遇,初步判斷為1949年以來最大洪水;支流連江高道(昂壩)站22日18時(shí)出現(xiàn)洪峰流量8 650 m3/s,重現(xiàn)期超100年一遇,為1954年建站以來第二大;干流英德站22日14時(shí)出現(xiàn)洪峰水位35.97 m,為歷史實(shí)測最高水位;干流飛來峽水利樞紐22日23時(shí)出現(xiàn)入庫洪峰流量19 900 m3/s,重現(xiàn)期超100年一遇,為1915年之后最大入庫流量。經(jīng)飛來峽水利樞紐和潖江蓄滯洪區(qū)聯(lián)合調(diào)度后,北江石角站22日11時(shí)出現(xiàn)最大流量18 500 m3/s,為1924年建站以來的實(shí)測最大洪水。本次洪水石角站的次洪水量119.3億m3,洪水主要來源于上中游,上游干流湞江新韶站水量19.0億m3,中游支流連江高道(昂壩)站水量39.1億m3,韶關(guān)站至飛來峽水利樞紐干流區(qū)間水量25.6億m3。
北江前兩場編號(hào)洪水均由鋒面雨導(dǎo)致,而3號(hào)洪水由臺(tái)風(fēng)雨形成。7月1—7日,受第3號(hào)臺(tái)風(fēng)“暹芭”帶來的降雨影響,北江中游支流連江、滃江,干流中下游河段出現(xiàn)明顯洪水過程。北江石角站5日7時(shí)35分實(shí)測流量12 000 m3/s,形 成2022年 第3號(hào) 洪水。石角站6日22時(shí)出現(xiàn)洪峰流量14 000 m3/s,次洪水量81.4億m3,其中連江高道站水量32.4億m3,占39.7%。
5月下旬至7月上旬,珠江流域發(fā)生連續(xù)性強(qiáng)降雨,歷時(shí)長、強(qiáng)度大,影響范圍廣,雨區(qū)重疊度高,西江和北江發(fā)生7次編號(hào)洪水,列新中國成立以來第一位,西江發(fā)生4次編號(hào)洪水,列新中國成立以來第二位。珠江水利委員會(huì)(以下簡稱珠江委)在國家防汛抗旱總指揮部、水利部統(tǒng)一指揮下,精細(xì)調(diào)度干支流主要水庫,在確保水庫安全前提下,成功將7場編號(hào)洪水特別是北江特大洪水的洪水量級(jí)壓減至主要堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),確保了西江、北江干堤安全,確保了粵港澳大灣區(qū)等重點(diǎn)保護(hù)目標(biāo)安全。
在此次洪水防御期間,洪水預(yù)報(bào)作為防汛決策重要依據(jù),發(fā)揮了關(guān)鍵的基礎(chǔ)支撐作用。珠江委水文部門遵循“降雨—產(chǎn)流—匯流—演進(jìn)”工作鏈條,緊密追蹤天氣形勢發(fā)展,密切監(jiān)視流域雨水情變化,強(qiáng)化會(huì)商研判,滾動(dòng)分析預(yù)報(bào),較為準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)了各場洪水過程。在防汛關(guān)鍵期,尤其是第二次流域性洪水期間,洪水峰高量大,河道長時(shí)間處于高水位,多座水庫處于高水位運(yùn)行,對洪水預(yù)報(bào)的預(yù)見期和預(yù)報(bào)精度提出了超常規(guī)要求。
洪水防御期間,珠江委錨定“人員不傷亡、水庫不垮壩、重要堤防不決口、重要基礎(chǔ)設(shè)施不受沖擊”的目標(biāo),精細(xì)精準(zhǔn)調(diào)度干支流水庫,控制壓減洪水量級(jí)至主要堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。特別是在預(yù)判西江4號(hào)洪水和北江2號(hào)洪水可能同時(shí)出現(xiàn),可能形成西江和北江洪峰遭遇出現(xiàn)流域性大洪水,且西江洪水主要發(fā)生在中下游的惡劣形勢下,以及西江中下游河道高水位運(yùn)行已持續(xù)較長時(shí)間、北江潖江蓄滯洪區(qū)仍在建尚未啟用過、飛來峽庫區(qū)英德防洪片常住人口30萬人高水位調(diào)度運(yùn)用受到制約、北江大堤建成后尚未經(jīng)歷50年一遇以上洪水考驗(yàn)等困難,防汛到了最為艱難也最為兇險(xiǎn)的階段。在嚴(yán)峻的防汛形勢下,洪水預(yù)報(bào)的每一個(gè)判斷、每一個(gè)數(shù)據(jù)都會(huì)影響到防洪調(diào)度的成敗。
西江防洪調(diào)度的控制目標(biāo)斷面是下游梧州站,中游大藤峽水庫承擔(dān)著重要的攔洪削峰任務(wù)。大藤峽水庫至控制目標(biāo)斷面洪水傳播時(shí)間約1.5天,因此2天預(yù)見期洪水預(yù)報(bào)可以滿足對大藤峽水庫的精細(xì)調(diào)度要求。北江防洪調(diào)度的控制目標(biāo)是下游北江大堤,飛來峽至北江大堤洪水傳播時(shí)間近1天,因此1天預(yù)見期洪水預(yù)報(bào)可以滿足對飛來峽水庫的精細(xì)調(diào)度要求。由于洪水期間流域天氣形勢復(fù)雜多變,氣象預(yù)報(bào)降雨強(qiáng)度及落區(qū)不斷變化,洪水量級(jí)和峰現(xiàn)時(shí)間存在較大的不確定性,珠江委水文部門充分考慮降雨預(yù)報(bào)的不確定性,并以防洪調(diào)度需求為導(dǎo)向,針對西江和北江防洪工程體系特點(diǎn),制定了西江“2天短期洪水預(yù)報(bào)+3~7天中長期洪水預(yù)測”和北江“1天短期洪水預(yù)報(bào)+2~7天中長期洪水預(yù)測”工作模式。中長期洪水預(yù)測結(jié)果可用于預(yù)判流域防汛形勢,提早調(diào)度龍灘、百色等西江上游大型水庫群全力攔洪,提前預(yù)泄騰空巖灘、大藤峽等梯級(jí)水庫庫容做好調(diào)度運(yùn)用準(zhǔn)備,短期洪水預(yù)報(bào)結(jié)果可用于精準(zhǔn)研判水庫調(diào)度時(shí)機(jī)和控泄流量,用好有限的防洪庫容。
在洪水防御過程中,根據(jù)降雨和洪水實(shí)際發(fā)生情況,加強(qiáng)流域產(chǎn)匯流條件分析,及時(shí)調(diào)整預(yù)報(bào)模型參數(shù),并充分發(fā)揮預(yù)報(bào)員豐富經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化人工干預(yù)校正預(yù)報(bào)成果,加密滾動(dòng)制作發(fā)布未來7天珠江流域干支流重要控制斷面洪水預(yù)測預(yù)報(bào),同時(shí)根據(jù)水庫調(diào)度方案實(shí)時(shí)演算預(yù)報(bào)武宣、梧州、飛來峽、石角等站可能出現(xiàn)的流量過程,提前6~7天發(fā)布西江、北江將可能出現(xiàn)較大洪水過程趨勢預(yù)測,提前1~2天準(zhǔn)確預(yù)報(bào)北江干流飛來峽水利樞紐入庫洪峰和西江干流武宣站、梧州站洪峰流量,為西江和北江錯(cuò)峰調(diào)度提供了有力的預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)支撐。在北江2號(hào)洪水中提前16小時(shí)預(yù)報(bào)飛來峽水利樞紐將于6月22日晚出現(xiàn)19 900 m3/s的洪峰流量,實(shí)況為22日23時(shí)出現(xiàn)入庫洪峰流量19 900 m3/s,洪峰流量預(yù)報(bào)值與實(shí)際值完全一致。在西江4號(hào)洪水中提前1天預(yù)報(bào)梧州站將于6月23日上午出現(xiàn)洪峰流量36 700 m3/s,實(shí)況為23日16時(shí)25分洪峰流量34 000 m3/s,洪峰流量預(yù)報(bào)誤差7.9%;在西江3號(hào)洪水中提前近2天預(yù)報(bào)梧州站將于6月15日凌晨出現(xiàn)洪峰流量39 500 m3/s,實(shí)況為15日3時(shí)25分洪峰流量39 200 m3/s,洪峰流量預(yù)報(bào)誤差小于1%。
在防御珠江“22·6”特大洪水期間,按照《水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范》(GB/T 22482—2008)對有關(guān)預(yù)報(bào)進(jìn)行評(píng)定,洪水趨勢預(yù)報(bào)和編號(hào)洪水出現(xiàn)時(shí)間預(yù)測準(zhǔn)確,西江梧州站、北江石角站等流域重要控制斷面的預(yù)報(bào)誤差均在10%以內(nèi)。其中,西江第3號(hào)洪水期間,梧州站48小時(shí)預(yù)見期洪峰流量預(yù)報(bào)誤差僅為0.77%;北江第2號(hào)洪水和第3號(hào)洪水期間,飛來峽水利樞紐入庫洪峰誤差小于2%。盡管總體預(yù)報(bào)精度較好,有力支撐了流域水工程防洪聯(lián)合調(diào)度工作的開展,但在超常規(guī)需要下,現(xiàn)有預(yù)報(bào)能力仍存在不足,受降雨預(yù)報(bào)不確定性影響,部分中長期洪水預(yù)測誤差較為明顯。例如在西江第4號(hào)洪水期間,6月15—17日降雨預(yù)報(bào)顯示6月17—20日柳江、桂江一帶將有暴雨到大暴雨過程,實(shí)際降雨中心落區(qū)偏東偏北,主要集中在桂江上中游一帶。降雨中心落區(qū)變化導(dǎo)致洪水組成也隨之發(fā)生變化,西江洪水由原來預(yù)報(bào)以柳江、桂江洪水為主,轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際以桂江洪水為主。珠江委水文部門根據(jù)降雨預(yù)報(bào)調(diào)整和流域雨水情實(shí)況不斷跟蹤滾動(dòng)預(yù)報(bào),短期洪水預(yù)報(bào)精度明顯提高,主要控制斷面預(yù)報(bào)誤差均能控制在10%以內(nèi)。
珠江“22·6”特大洪水暴雨強(qiáng)度大,洪水次數(shù)多、歷時(shí)長,北江發(fā)生超100年一遇特大洪水,在珠江流域洪水史上極為罕見。洪水預(yù)測預(yù)報(bào)在本次特大洪水防御中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,是開展流域防洪部署的前提和基礎(chǔ)。通過對洪水預(yù)報(bào)工作總結(jié)和思考,可為今后類似洪水預(yù)報(bào)及洪水防御工作積累經(jīng)驗(yàn)借鑒。
超前重大暴雨洪水過程趨勢預(yù)測,能夠?yàn)楹樗烙庙懢?。后期密切跟蹤暴雨洪水發(fā)展變化,滾動(dòng)預(yù)測預(yù)報(bào)盡早識(shí)別洪水量級(jí)為及時(shí)啟動(dòng)防汛應(yīng)急響應(yīng)提供參考。造峰雨落地后,洪水定量準(zhǔn)確預(yù)報(bào)為水工程調(diào)度決策提供依據(jù)。通過實(shí)時(shí)分析降雨及其產(chǎn)流情況,動(dòng)態(tài)調(diào)整模型參數(shù)可以有效提高洪水預(yù)報(bào)精度,有利于水工程精細(xì)化調(diào)度。
在洪水防御過程中,珠江委水文局充分發(fā)揮流域水文管理部門職能作用,加強(qiáng)與廣西、廣東和水利部水文部門聯(lián)合會(huì)商,加強(qiáng)相關(guān)部門信息共享,實(shí)時(shí)掌握洪水狀況和水工程調(diào)度情況,有利于更加全面高效做好洪水預(yù)報(bào)。
本次特大洪水防御期間洪水預(yù)報(bào)精度總體較好,但也暴露出一些問題,尤其是降雨預(yù)報(bào)不確定性、人類活動(dòng)影響、流域下墊面改變等因素對洪水預(yù)報(bào)影響較大。目前珠江流域在洪水預(yù)報(bào)的預(yù)見期和精度以及預(yù)報(bào)調(diào)度一體化等方面還不能完全滿足流域防汛工作要求,需要加快數(shù)字孿生流域、智慧珠江工程建設(shè),提升流域數(shù)字化、智能化水平;完善河系預(yù)報(bào)方案模型;加強(qiáng)全球氣候變化對流域雨水情影響研究,開展基于氣候變化下的珠江流域水文預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研究,進(jìn)一步提升預(yù)報(bào)精度、延長預(yù)見期,全面提升珠江流域洪水預(yù)測預(yù)報(bào)能力。