王 萍,黄 炜,赵永俊,王聪聪,张晨旭
(江苏省水文水资源勘测局,江苏 南京 210029)
热带气旋是我国主要的致灾天气系统,防御不当或应对不及时将会带来严重的暴雨洪水灾害,并造成重大的人民生命财产损失。在防御台风的决策过程中,精确详实的水文实测数据资料至关重要,而水文测报工作就是获得这些宝贵水文实测资料的重要途径。在防御2021年第6号台风“烟花”的过程中,江苏水文测报工作充分发挥作用,为防灾减灾决策提供了大量详实可靠的水文实测数据。
台风“烟花”于2021年7月18日凌晨2时在西北太平洋洋面上生成,并于25日12时30分在浙江省舟山市普陀沿海登陆,26日17时左右进入江苏省苏州市吴江区,28日1时进入安徽滁州市境内,29日5时再次从安徽进入江苏省徐州市丰县,10时前后离开江苏省进入山东。台风“烟花”在江苏省停留时间长达37 h,是有气象记录以来在江苏停留时间最长的台风。在5 d的降雨期内,区域面雨量达189.9 mm,也为有水文记录以来最大5 d累计面雨量。
台风期间,江苏省水文系统以“监测为本、预报为要”,全面部署开展台风期间水文应急监测、水雨情分析和预测预报,为全省取得防汛抗台全面胜利提供坚强技术支撑。本文详细描述台风“烟花”期间江苏境内的水雨情特点,并结合工作实际,分析台风期间的水文测报应对措施,旨在为以后强台风期间的水文测报工作提供借鉴。
受台风“烟花”影响,江苏境内普降大雨,河道湖泊水位急剧上涨,多地出现超保超警戒水位。台风期间,江苏境内水雨情具有明显的“量大、面广”的特点。
江苏省大部分地区出现暴雨到大暴雨,局部特大暴雨,100 mm、200 mm、300 mm以上降雨笼罩面积分别达到9.7万km2、3.8万 km2和0.6万 km2。各设区市面雨量均超过130 mm,其中6个面雨量超200 mm,最大为扬州269.4 mm。7月24日至29日全省累计面雨量189.9 mm,超过有水文记录以来最大5 d累计面雨量(167.1 mm,2006年6月30日至7月5日),其中7月26日至29日面雨量172.4 mm,超过有水文记录以来最大3 d累计面雨量(140.3 mm,1962年9月5日至8日)。在江苏省1 443个雨量站中有1 370个站雨量超100 mm,185个站超250 mm,最大雨量为扬州六闸站达448.5 mm。在有长系列雨量记录的495个雨量站中,淮安高良涧闸(316.8 mm)、溧阳中田舍(301.0 mm)、深溪岕(279.0 mm)等47个站最大24 h雨量为设站以来最大值。
台风影响期间,大风、暴雨、高潮“三碰头”,造成全省河湖库水位大范围超警超汛限。88条(个)河湖127个站水位超警戒,其中长江高潮位全线超警,长江镇江以下河段最高潮位超警0.77~0.84 m;秦淮河、滁河、水阳江水系及苏北沿江地区共计25个站水位超警,最高水位超警幅度0.07~1.55 m;太湖河网97%站点水位超警,最大超警幅度0.25~1.20 m;淮河干流盱眙站及淮北支流徐洪河、濉河、老濉河、怀洪新河等共5个站水位超警,最大超警幅度0.27~1.05 m;里下河地区24个站水位全面超警,最大超警幅度0.23~1.21 m;超70%的大中型水库水位超汛限,涵盖全部6座大型水库和29座中型水库,最大超汛限0.02~1.56 m。多处水文测站水位、流量创新高,其中太浦河平望站、沿海射阳河闸站、黄沙港闸等10个站水位,沂沭泗中运河运河站、泰东河东台站等8站流量为设站以来最大值;沙河水库和大溪水库最高水位22.55 m、16.19 m,为设站以来最大值;溧阳沙河水库、大溪水库和宜兴横山水库出库最大流量为设站以来最大值。
台风期间,全省三湖两区一库共产生洪涝水量131.3亿m3,其中太湖总入湖水量12.0亿m3,洪泽湖入湖总量58.4亿m3,骆马湖入湖总量19.4亿m3;沂沭河入石梁河水库水量8.5亿m3,太湖河网区涝水11.0亿m3,里下河地区涝水22.0亿m3。台风影响以来至8月4日,太湖、洪泽湖、骆马湖、石梁河水库共泄洪95.4亿m3,其中太湖总出湖4.6亿m3,洪泽湖出湖总量62.4亿m3,骆马湖下泄洪水20.2亿m3,石梁河水库下泄洪水8.2亿m3,沿江口门排水13.5亿m3,里下河地区抽排涝水17.8亿m3。
水文是防汛的“耳目”和“参谋”,其提供的测报信息是政府决策部门制定防灾减灾科学决策的重要支撑[1]。在台风期间,成立以测站、监测中心、水文分局为主体的应急监测队伍,通过加密断面布设,增加监测频次,提高监测精度,精准高效完成台风期各项水文监测任务。笔者结合工作实际,对台风来临前、中、后期的水文测报存在的主要问题及应对措施进行阐述分析。
台风常常伴随着大风与暴雨,尤其是局部暴雨会导致洪涝灾害的发生。对于抵御这类洪涝灾害影响,一般通过工程措施腾出更多的库容来防御洪水。但防御洪水不能只是降低水位,而应该做到统筹兼顾,既要防止河湖库水位过快上涨,又要适当利用好雨洪资源,因此合理调控江河湖库水位就至关重要。为此,在本次的水文测报过程中,全省水文部门根据预报情况及江苏河网普遍底水较高的现状,在水利工程调度期间,提前介入,及时开展沿江排水、环太湖周边等主要排水区域预降过程的水文监测与分析,为水利部门的工程调度做好数据支撑。太湖地区提前开启沿江泵站排水1.23亿m3,预降河网水位0.15~0.77 m;里下河沿江沿海闸泵预排5.5亿m3,预降里下河区域水位0.35 m;洪泽湖预降蒋坝水位0.60 m,腾出库容9.38亿m3;骆马湖预降水位0.30 m,腾出库容0.5亿m3;石梁河水库预降水位0.27 m,腾出库容0.4亿m3。全省提前预泄水量17亿m3,测报工作的前置为水位预降提供了详实的数据支撑,也为可能发生的旱涝急转做好了周全准备。
江苏虽已建成由基本站、专用站和实验站组成的综合站网体系,并能基本满足控制全省主要大江大河水文基本特征要求和防汛抗旱减灾等工作需要[2-3]。但在台风影响期间,全省多个流域相继出现洪水过程,如果仅靠常规监测站网体系,不能满足高精度、高效率的水文预测预报要求。特别是在盐东区、里下河腹部区的水文站点密度不足,新沂河新沭河入海流量控制空白,阳澄淀泖区、太浦河南岸区等区域测站偏少,造成在提供精准监测、精细调度服务等方面存在不足。为此,台风来临时江苏水文在重点区域、骨干河道加密断面布设,增加监测频次。在苏南沿江、沿运、环太湖、环洪泽湖、淮河干流及淮河入江水道、滁河、秦淮河及水阳江等加密布设站点,采用走航式ADCP开展流量巡测及应急监测;根据台风行进路径和降雨情况,及时增加盐东控制、中运河、沂河沭河及新沂河、新沭河等河道行洪流量应急监测,全过程监测河湖库排水及淮沂沭泗洪水过程;增加苏北沿海口门巡测,监测沿海排水情况。台风期间,全省共布设固定及巡测断面691处,投入人力5 752人次,实测流量6 000余测次。监测期间,声学多普勒流速仪、流量巡测自动采集仪(单兵系统)、水文巡测车测流系统及侧扫雷达测流系统等多种新型测验设施设备投入使用,有效地提高监测精度和时效,为精准高效完成台风期各项水文监测任务奠定基础。
江苏开展定点式声学多普勒流速仪(定点式ADCP)在线测流设备应用较早[4-5],并已先后有30余个测站的在线测流成果已经批复投入生产。由于水情条件限制,这些成果的应用范围局限于常规情况的水位级或流速级,缺少高水位、大流速、大流量情况的数据积累。为此,在台风期间,全省水文部门紧抓本次台风影响期间河湖高水位、大流量的时机,充分利用城市河道、径流小区行洪时抢测水文数据,组织开展53处流量自动监测设备比测率定,23处径流小区试验区域卡口断面流量监测,及时补充不同水位级、流量级实测点据,为进一步推进新仪器的成果应用以及水文规律探索与研究等提供宝贵的数据资料。
江苏省长久以来与气象部门和流域机构、上下游省份间建立交流合作机制,及时交换共享最新分析预报成果,联合会商水雨情,预判未来趋势。台风期间,江苏省启动省市联合预报与会商机制,组建长江、太湖、淮河、沂沭泗预报专班,发挥全省水文首席预报员的业务带头作用,根据台风最新预测路径每日2次开展影响范围内的滚动预报。通过准确预判长江镇江以下河段高潮位及秦淮河、滁河等河道超警幅度和超警时间,太湖、洪泽湖、骆马湖等湖泊最高水位、超警发生时间及持续时间,里下河地区兴化站最高水位及出现时间,为省防指发布和变更洪水预警提供了决策依据,也充分体现了水文作为“耳目”与“参谋”的作用。
监测数据和预报信息的编报可以更好地服务于防汛会商决策支持。台风影响期间,水文系统通过汇总苏南沿长江各断面实测最大总流量及环太湖江苏段出、入湖总流量,编报长江太湖、淮河下游及沂沭泗水系600余处断面巡测应急监测简报等形式,为防洪会商决策提供数据支持。通过开展500余站次洪水作业预报,编发预报专报18期,内容涵盖沿江高潮位,河道水位、流量,大中型水库水位,入库出库流量等全站类、全要素,为省防指提前组织台风防御赢得了时间。通过向各级防汛部门交换共享数据2 000万条水雨情数据,向省防指成员单位各级部门及相关人员发送水情短信5万余条;向省政府报送《全省水情形势预测分析》18期,应急制作专题分析6类,制作专题分析150余期等形式为防台抗洪取得最后的胜利提供了坚实的技术支撑。
回顾本次防御台风“烟花”期间的水文测报工作,可深刻体会到在应对超标准洪水和极端灾害天气影响时的站网数量、密度仍有不足,在应急监测中也暴露出先进测验手段和设备尚显不足,与水利工程调度、市县非水文部门信息融合程度还有待提高。因此在后续工作中要规划引领,优化调整站网,以满足防汛防旱及工程精准调度工作需要;要重视技术支撑,提升测报能力,为水旱灾害防御和区域水治理提供更有力的水文信息支撑;要互通有无,加速信息融合,为防汛防旱等工作提供高效精准的水文服务。