程雪蓉
(江西省上饶水文局,江西 上饶 334000)
鄱阳湖地处长江中下游南岸,水系面积16.22万km2,占江西省面积的95.5%。地势南高北低,边缘群山环绕,中部丘陵起伏,四周逐渐向鄱阳湖区倾斜。鄱阳湖水系发达,赣江、抚河、信江、饶河、修水为主要河流,五河来水汇入鄱阳湖经湖口注入长江[1,2]。多年平均降水总量约为1 640mm,降水时空分布不均匀,洪涝灾害频繁发生,给工农业生产及社会经济带来严重的损失[3~5]。2019年6月,鄱阳湖水系遭受强降雨,受灾严重,但在长江流域防洪体系中发挥着不可替代的作用。为此,以降雨数据、洪水过程、水库调蓄过程为基础,分析暴雨洪水的特点,基于分析结果,提出防洪建议,可为防汛抗洪提供科学依据。
受冷暖空气共同影响,2019年鄱阳湖水系普降大到暴雨,局部大暴雨到特大暴雨,雨带在赣中、赣南、赣北摆动。降雨时间为6月6日14时~12日8时,面平均雨量130mm,其中吉安市吉州区408mm。1h最大点雨量高达83mm,3h最大点雨量为165mm,6h最大点雨量为242mm。
(1)暴雨降雨总量大,范围广。本次降雨过程总降雨量为130mm,其中吉安市吉州区408mm,累积点最大降雨量高达596mm。本次降雨过程共89县3 684站降雨超过50mm,笼罩面积13.1万km2,占全省面积的78.5%;共78县2 790站降雨超过100mm,笼罩面积10.07万km2,占全省面积的60.3%;共31县553站降雨超过250mm,笼罩面积2.06万km2,占全省面积的12.3%。降雨总量大且范围广,导致灾情更为严重。
(2)短历时暴雨强度大。1h最大点雨量为安福县神坑水 83.0mm,3h最大点雨量为全南县马坑岗站170.0mm,6h最大点雨量为广丰区东阳站241.5mm。
(3)暴雨中心移动。本次降雨过程暴雨中心从赣东北往赣中、赣南移动。6日暴雨中心位于信江上游流域;7日主雨区位于赣江中游流域;8日暴雨中心位于赣江中游及抚河流域;9日暴雨中心位于赣江上游流域。
本次降雨过程主要是赣江、信江出现明显涨水过程,因此以下主要分析赣江、信江两个流域,信江以中游弋阳水文站为例,赣江以吉安水文站为例。
信江、饶河干流目前无控制性防洪工程(昌江浯溪口水库处于试运行阶段),流域洪水主要受流域内降雨汇流影响,而赣江、抚河流域不仅受流域内降雨汇流影响,其流域内水库泄洪对水位的影响较大,比如万安水库、峡江水库、江口水库、洪门水库、廖坊水库等。鄱阳湖水系多为山丘区地带,洪水汇流时间快。
受强降雨影响,信江中游弋阳站6月7日14时20分水位涨至44.00m(吴淞基面,黄海基面=吴淞基面-2.701m),见图1,此时,在信江中游形成“信江2019年第1号洪水”,同日19时20分达到洪峰水位44.32m,相应流量5 290m3/s(整编后的成果,下同)。
图1 弋阳水文站2019年6月雨洪过程线
随着暴雨中心转至赣江中游,赣江中游发生超警戒洪水。赣江中游吉安站6月9日4时40分水位涨至50.51m(吴淞基面,黄海基面=吴淞基面-1.476m),见图2,此时,在赣江中游形成“赣江2019年第1号洪水”,在10日11时50分达到洪峰水位53.21m,相应流量14 000m3/s。由于其上游万安水库于11日14时将出库流量加大至10 000m3/s,造成吉安站在退水段维持较长时间的高水位。
图2 吉安站2019年6月雨洪过程线
洪峰流量重现期采用皮尔逊三型曲线适线法[6,7]推求,为提高可信度,加入历史洪水调查资料,由于弋阳水文站超警幅度不大,仅以吉安水文站为例。
据《洪水调查资料》(1983年版),在吉安水文站基本断面上游500m,进行了历史洪痕调查,实测了3处洪痕。1876年水位54.43m,相应洪峰流量20 800m3/s,1899年水位54.10m,相应洪峰流量19 800m3/s,1915年水位为55.10m,相应洪峰流量23 000m3/s。详见表1。
表1 吉安段调查洪水统计表
采用矩法初估统计参数,通过皮尔逊三型曲线进行适线,得到各统计参数值及各频率的设计值,详见表2~3,可知本次过程吉安站洪峰流量重现期为8年一遇。
表2 吉安统计参数值
表3 吉安站不同频率下的设计流量成果表
本次降雨过程,赣江上游支流桃江南径水文站(集水面积251km2)及赣江上游支流太平江杜头水文站(集水面积435km2)发生了超历史洪水,其中南径水文站超历史0.86m(历史最高水位302.70m,1984年6月),杜头水文站超历史2.18m(历史最高水位95.53m,1993年6月),其洪水有以下主要特点:
(1)洪水汇流时间短。两条河流属于中小河流,降雨落地之后很快汇集到河道中。从降雨开始至出现洪峰时间为9~10h,若当主峰雨结束进行洪水预报,预见期很短。
(2)洪水涨幅大。南径水文站6月10日2时10分水位为300.94m(假定基面),10日11时20分水位涨至303.56m,涨幅2.62m;杜头水文站10日6时45分水位90.92m(假定基面),10日15时54分水位涨至97.71m,涨幅6.79m。
(3)洪水上涨速度快。杜头水文站从水位起涨到出现洪峰约9个小时,涨幅达6.79m,其中10日9时~10时这1h水位上涨了1.02m,可见洪水上涨速度非常快。
赣江、抚河流域有6座大型水库,其中万安、峡江、洪门为大(Ⅰ)型水库,石虎塘、江口、廖坊为大(Ⅱ)型水库,总库容为66.8亿m3,仅万安、峡江、廖坊3座水库拥有防洪库容共计14.8亿m3,为下游防洪发挥着错峰、削峰、拦蓄洪水的重要功能,在防汛抗旱中起着举足轻重的作用。
本次降雨过程中,万安水库在洪水来临前33h加大出库流量,降低库水位2.3m,腾出库容1.17亿m3迎战洪水;6月9日下午,将万安出库流量由5 000m3/s降至3 000m3/s,成功为下游吉安段洪水水位错峰,降低吉安站洪峰水位0.3~0.5m,吉安站在52.00m以上高水位的持续时间减少了24h,减轻了赣江中下游防洪压力和洪灾损失。万安、峡江、廖坊等大型水库提前泄洪,共腾出库容2.58亿m3。洪门、江口水库拦洪削峰效果显著,削峰率分别达到81%、42%,充分发挥水工程拦洪、削峰、错峰作用,大幅降低了下游流域的灾害损失。
鄱阳湖水系“2019.06”暴雨洪水是近年来较为典型的暴雨洪水,通过暴雨洪水的监测、分析及水库调洪调度,得到以下启示:
(1)随着气候变化,极端天气时有发生,我们要提高灾害防范意识,尤其是局地短历时强降雨致灾性强,要及时密切滚动监测预报。
(2)亟需建设水库群联合调度系统。鄱阳湖水系发达,降雨时空分布不均,洪涝灾害频繁,现有的防洪能力难以满足社会经济发展的防洪安全需求,迫切需要基于现行水库运行调度方式建设水库群联合调度系统,充分发挥水库拦洪削峰错峰作用,减轻下游防洪压力。
(3)科学防御中小河流洪水及山洪地质灾害。中小河流防御标准低、洪水来得快、突发性强,加强监测预警平台运行管理,完善水文气象预警预报机制,打通预警信息传递“最后1公里”,最大限度减少人民生命财产损失。
(4)文章仅对2019年一场强降雨过程进行分析,后期应结合多年历史暴雨洪水过程,对其规律进行研究,探索暴雨洪水特点,提出更为细致的防汛抗洪建议。