珠江流域2022 年暴雨洪水分析

胡智丹，朱春子，田 丹，陶思銘

（1. 水利部信息中心（水利部水文水資源監(jiān)測預(yù)報(bào)中心），北京 100053； 2. 水利部珠江水利委員會(huì)水文局，廣東 廣州 510611）

0 引 言

珠江流域位于亞熱帶季風(fēng)區(qū)，受北方冷空氣、南海和孟加拉灣暖濕氣流及熱帶氣旋的影響，易形成覆蓋范圍廣、持續(xù)時(shí)間長的暴雨［1］，進(jìn)而形成暴雨洪水。近30 年來，珠江流域洪水頻發(fā)，1994 年、1998 年、2005 年均發(fā)生了流域性特大洪水，其中“1994.6”、“1998.6”、“2005.6”西江中下游、珠江三角洲都發(fā)生特大洪水，北江“1994.6”洪水為特大洪水。2022 年，珠江流域出現(xiàn)了范圍廣、強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長的暴雨天氣，導(dǎo)致珠江流域接連發(fā)生2次流域性較大洪水［2］，北江發(fā)生1915年以來最大洪水。為了分析此次暴雨洪水成因，比較其與歷史相似洪水的異同，進(jìn)一步掌握珠江流域暴雨洪水規(guī)律，有必要對(duì)2022年珠江流域暴雨洪水情況進(jìn)行分析總結(jié)，為今后防汛抗洪工作提供參考。

1 暴雨分析

1.1 天氣氣候背景分析

2022 年5 月下旬至6 月中旬，歐亞中高緯大氣環(huán)流經(jīng)向度大，東北冷渦活躍且向南發(fā)展，冷空氣南下抵至江南南部和華南，阻擋西太副高北抬并致其位置偏南，同時(shí)伴隨夏季風(fēng)的暴發(fā)，副高西側(cè)西南季風(fēng)環(huán)流引導(dǎo)的水汽向華南強(qiáng)盛輸送且維持，與在我國南方活動(dòng)的短波槽疊加，導(dǎo)致珠江流域出現(xiàn)多次降雨過程，6 月下旬副高東退北抬，雨帶明顯向北推進(jìn)，珠江流域降雨趨于結(jié)束，但7 月初臺(tái)風(fēng)“暹芭”在廣東茂名登陸并向西北方向移動(dòng)進(jìn)入廣西東部，導(dǎo)致珠江流域5 月下旬至7 月上旬降雨異常偏多。

1.2 降雨概況

2022 年5 月21 日至7 月10 日，珠江流域出現(xiàn)覆蓋范圍廣、持續(xù)時(shí)間長的暴雨天氣。根據(jù)水利部雨量站及中國氣象局共享的氣象站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，珠江流域累計(jì)面降雨量664 mm，較常年同期（438 mm）偏多51%，為1961 年有完整資料以來同期最多，其中北江、韓江累計(jì)面降雨量分別偏多121%、81%，均為1961年以來同期最多，東江、西江下游、西江中游累計(jì)面降雨量分別偏多69%、52%、49%，均為1961年以來同期第2多。

1.3 降雨過程

5 月下旬至7 月上旬，受冷空氣南下和臺(tái)風(fēng)影響，珠江流域共發(fā)生8 次強(qiáng)降雨過程，其中6 月3-21 日連續(xù)發(fā)生5 次強(qiáng)降雨過程，尤以6 月18-21 日暴雨區(qū)集中、降雨強(qiáng)度大為最強(qiáng)過程，詳見表1。

2 洪水分析

2.1 洪水概況

受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，珠江流域先后發(fā)生2 次流域性較大洪水，形成8 次編號(hào)洪水，北江發(fā)生1915 年以來最大洪水。流域內(nèi)共計(jì)274 條河流發(fā)生超警以上洪水，其中10 條河流發(fā)生超保洪水，北江干流及支流連江、桂江支流靈渠、粵西沿海根子河等4條河流發(fā)生有實(shí)測資料以來最大洪水。

2.2 洪水過程

2.2.1 西江洪水過程

西江上游紅水河龍灘水庫（廣西河池）5 月30 日11 時(shí)最大入庫流量10 900 m3/s，形成“西江2022 年第1 號(hào)洪水”［3］。本次降雨過程導(dǎo)致西江上中游干流及支流柳江出現(xiàn)明顯洪水過程，為減輕下游防洪壓力，龍灘水庫一直維持3 800 m3/s 左右下泄，6 月2 日13 時(shí)出現(xiàn)本次洪水最高庫水位352.80 m，過程最大攔蓄洪量8.20 億m3。

西江中游干流武宣水文站（廣西來賓）6月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”［3］，7 日1 時(shí)洪峰水位57.23 m，超警1.53 m，相應(yīng)流量25 700 m3/s；中游干流控制站梧州水文站（廣西梧州）6 月7 日水位開始超警，8 日8 時(shí)30 分洪峰水位20.31 m，超警1.81 m，相應(yīng)流量33 800 m3/s，10 日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)3 d。

西江干流梧州水文站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”［3］；同期，北江形成2022年第1號(hào)洪水，依據(jù)文獻(xiàn)［2］認(rèn)定珠江流域發(fā)生流域性較大洪水。梧州水文站6 月15 日3 時(shí)25 分洪峰水位22.31 m，超警3.81 m，相應(yīng)流量39 200 m3/s，洪水重現(xiàn)期超過5年（37 800 m3/s）。西江干流水道馬口水文站（廣東佛山）6月15日水位開始超警，15日17時(shí)洪峰流量43 300 m3/s，18 時(shí)洪峰水位7.66 m，超警0.16 m，16 日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)2 d。

西江干流梧州水文站6 月17 日水位止落回漲，19 日形成“西江2022 年第4 號(hào)洪水”［3］；同期，北江形成2022 年第2 號(hào)洪水，珠江流域再次發(fā)生流域性較大洪水［2］。梧州水文站6 月23日16 時(shí)25 分洪峰水位21.73 m，超警3.23 m，相應(yīng)流量34 000 m3/s，25 日退至警戒水位以下，3 號(hào)洪水及本次洪水過程超警歷時(shí)14 d。馬口水文站6月22日水位開始超警，23日21時(shí)洪峰流量44 700 m3/s，23 時(shí)洪峰水位7.67 m，超警0.17 m，24 日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)3 d。

綜上所述，西江1 號(hào)洪水為上中游型洪水，對(duì)下游影響不大；2號(hào)洪水為單峰洪水，梧州水文站峰型最為對(duì)稱；3號(hào)洪水期間梧州水文站洪峰水位最高、洪峰流量最大；4 號(hào)洪水是在3 號(hào)洪水退水時(shí)復(fù)漲發(fā)展而來，2 次編號(hào)洪水接連發(fā)生導(dǎo)致干流長時(shí)間維持高水位，場次洪量最大。

2.2.2 北江洪水過程

北江下游干流控制站石角水文站（廣東清遠(yuǎn)）6 月14 日11時(shí)30 分流量達(dá)到12 000 m3/s，形成“北江2022 年第1 號(hào)洪水”［3］；15日19時(shí)洪峰水位10.79 m，低于警戒水位（11.00 m），相應(yīng)流量14 400 m3/s，洪水重現(xiàn)期超過10 年（13 900 m3/s）。北江干流水道三水水文站（廣東佛山）6 月15 日水位開始超警，15 日14 時(shí)洪峰流量15 000 m3/s，19 時(shí)洪峰水位7.92 m，超警0.42 m，16日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)2 d。

北江中游干流飛來峽水庫6 月22 日23 時(shí)最大入庫流量19 900 m3/s，洪水重現(xiàn)期超過100 年（19 200 m3/s），為1915 年以來最大洪水（調(diào)查洪峰流量21 500 m3/s），22日13時(shí)最大出庫流量18 800 m3/s，23 日5 時(shí)出現(xiàn)本次洪水最高庫水位26.82 m；下游干流石角水文站6 月19 日12 時(shí)流量復(fù)漲至12 000 m3/s，編號(hào)為“北江2022 年第2 號(hào)洪水”［3］，22 日11 時(shí)洪峰水位12.22 m，超警1.22 m，相應(yīng)流量18 500 m3/s，流量列1936 年有實(shí)測資料以來第1 位（歷史最大流量17 400 m3/s，2006 年7 月），洪水重現(xiàn)期超過50 年（17 600 m3/s），25 日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)6 d。北江干流水道三水水文站6 月20 日水位開始超警，22 日22時(shí)洪峰水位8.10 m，超警0.60 m，相應(yīng)流量15 000 m3/s，25 日退至警戒水位以下，超警歷時(shí)6 d。同期，干流英德江段及支流連江均發(fā)生有實(shí)測資料以來最大洪水。

北江石角水文站7月5日7時(shí)35分流量達(dá)到12 000 m3/s，形成“北江2022 年第3 號(hào)洪水”［3］；6 日22 時(shí)洪峰水位10.30 m，低于警戒水位，相應(yīng)流量14 000 m3/s，洪水重現(xiàn)期超過10 年。本次洪水過程北江干流水道三水江段沒有超警。

綜上所述，北江3 次編號(hào)洪水過程石角水文站均為單峰型洪水，其中1號(hào)洪水歷時(shí)最短、3號(hào)洪水洪峰流量最??；北江2號(hào)洪水與西江4號(hào)洪水同期發(fā)生，洪水洪峰水位最高、洪峰流量最大、洪水歷時(shí)最長。

2.2.3 韓江洪水過程

韓江上游干流代表站三河壩水文站（廣東梅州）6 月13 日14 時(shí)流量漲至4 890 m3/s，形成“韓江2022 年第1 號(hào)洪水”［3］，17日4時(shí)洪峰水位46.48 m，超警4.48 m，超警歷時(shí)6 d；干流控制站潮安水文站（廣東潮州）6 月17 日12 時(shí)洪峰水位13.48 m，低于警戒水位（13.50 m），相應(yīng)流量10 700 m3/s，洪水重現(xiàn)期超過5年（8 340 m3/s）。

2022年珠江流域主要控制站洪峰特征值詳見表2。

表2 2022年珠江流域干流主要控制站洪峰情況表Tab.2 The characteristics of the flood peak at the major control stations in the Pearl River in 2022

2.3 洪水組成分析

采用洪水模擬再分析的方法［4］分析2022 年西江、北江、韓江洪水的干流來水組成。基于中國洪水預(yù)報(bào)系統(tǒng)［5］，構(gòu)建西江干流武宣、大湟江口、梧州，北江干流飛來峽水庫及韓江干流三河壩等5 站洪水產(chǎn)匯流方案，其中河道輸入采用馬斯京根河道分段連續(xù)演算匯流模型［6］，區(qū)間降雨徑流輸入采用新安江三水源蓄滿產(chǎn)流模型和三水源滯后演算模型，計(jì)算時(shí)段長為6 h，模型預(yù)熱期為30 d。針對(duì)西江分析第2 次至第4 次編號(hào)洪水中各洪水來源對(duì)武宣、大湟江口和梧州的洪量貢獻(xiàn)，詳見表3?？梢钥闯?，武宣站來水在2 號(hào)和4 號(hào)洪水期間主要來自于柳江，過程洪量占比接近60%，其次為紅水河，占比20%左右；但3 號(hào)洪水期間主要為紅水河來水，占比達(dá)55%；洛清江和區(qū)間來水占比相對(duì)較小。大湟江口站來水主要為上游干流，占比達(dá)70%以上；其次為郁江，特別是3 號(hào)洪水期間郁江來水占比相對(duì)較高；區(qū)間來水不大，占比不到1%。梧州站以上游干流來水為主，過程洪量占比達(dá)60%以上；其次為桂江，占比為15%～30%，以4號(hào)洪水來水占比為最大；蒙江、北流河和區(qū)間來水占比相對(duì)較小，合計(jì)占比10%左右。綜上所述，西江2 號(hào)洪水以紅水河、柳江、桂江來水為主，西江3號(hào)洪水以紅水河、郁江、桂江來水為主，西江4號(hào)洪水以柳江、桂江來水為主。

表3 2022年西江第2次、第3次、第4次編號(hào)洪水洪量情況表Tab.3 Flood volumes of Xijiang No.2，No.3 and No.4 flood in 2022

2022 年北江3 次編號(hào)洪水中各洪水來源對(duì)飛來峽水庫入庫洪量的貢獻(xiàn)分析見表4，由表4 可得，飛來峽水庫入庫洪量主要來自連江，過程洪量占比均超過30%，其中2號(hào)洪水占比接近40%；其次為區(qū)間來水，占比為20%～30%；湞江、武江來水較為穩(wěn)定，占比一般在10%～20%；滃江來水相對(duì)較少。

表4 2022年北江第1次、第2次、第3次編號(hào)洪水洪量情況表Tab.4 Flood volumes of Beijiang No.1， No.2 and No.3 flood in 2022

2022年韓江1號(hào)洪水中各洪水來源對(duì)三河壩洪量的貢獻(xiàn)分析見表5，由表5 可得，梅江、汀江來水分別占三河壩來水的47.30%和45.90%，來水比例相當(dāng)；區(qū)間來水不大，占比不到10%。

表5 韓江2022年第1號(hào)洪水洪量情況表Tab.5 Flood volumes of Hanjiang No.1 flood in 2022

2.4 水工程防洪作用

（1）西江水庫群及大藤峽水庫。通過西江上中游水庫群聯(lián)合調(diào)度，將西江干流梧州水文站洪峰流量由超過40 000 m3/s 降為34 000 m3/s，降低梧州站水位1.8 m 左右。其中，大藤峽水庫自6 月20 日開始逐步攔洪，23 日8 時(shí)運(yùn)用至最高庫水位51.85 m，接近建設(shè)期控制運(yùn)行水位（52 m），累計(jì)攔洪約7 億m3，避免西江、北江洪水惡劣遭遇，為北江洪水安全宣泄創(chuàng)造了有利條件。

（2）北江水庫群及飛來峽水庫。通過北江上中游庫群攔洪、潖江蓄滯洪區(qū)分滯洪等水利工程綜合運(yùn)用，將北江干流石角水文站洪峰流量削減至18 500 m3/s，控制在北江大堤設(shè)計(jì)行洪流量（19 000 m3/s）以內(nèi)，降低石角及三角洲地區(qū)水位1～1.2 m。其中，飛來峽水庫自6 月22 日5 時(shí)至23 日8 時(shí)出庫流量一直控制在18 500 m3/s左右，過程最大攔蓄洪量約2.6 億m3。

（3）韓江水系棉花灘水庫。韓江上游支流汀江棉花灘水庫（福建龍巖）6 月14 日18 時(shí)最大入庫流量4 270 m3/s，15 日10 時(shí)最大出庫流量2 680 m3/s，削峰率高達(dá)37%，過程最大攔蓄洪量約2 億m3。

3 與歷史暴雨洪水比較

從暴雨形成天氣背景、暴雨歷時(shí)和中心位置、洪水過程次數(shù)、洪水量級(jí)等方面對(duì)2022 年珠江暴雨洪水進(jìn)行綜合分析，并與2005年、2008年洪水進(jìn)行對(duì)比［7，8］。

（1）暴雨形成天氣背景。2022 年與2005 年、2008 年大氣環(huán)流均表現(xiàn)為副高較常年位置偏東偏南、西南季風(fēng)偏強(qiáng)，華南地區(qū)維持穩(wěn)定的低空急流，為珠江流域輸送水汽，北方冷空氣勢力強(qiáng)且不斷南下。不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在中高緯地區(qū)，2022 年5 月下旬至6月中旬北半球中高緯環(huán)流呈多波形，經(jīng)向度大，亞歐中高緯維持兩槽兩脊型，2005 年6 月中下旬亞歐中高緯盛行緯向環(huán)流，表現(xiàn)為兩槽一脊型，而2008 年6 月初亞歐中高緯為兩槽一脊型，后又調(diào)整為兩槽兩脊型。

（2）暴雨歷時(shí)和中心位置。2022 年，副高位置5 月下旬較常年偏北，6 月上中旬較常年偏南，導(dǎo)致雨帶從5 月下旬在珠江流域建立并一直持續(xù)至6月中旬，暴雨中心主要位于柳江上游、桂江上中游和北江。2005 年6 月份副高偏南，導(dǎo)致暴雨主要發(fā)生在6月份（6月9-25日），暴雨中心位于柳江桂江中下游、東江中下游，位置較2022年偏東。2008年，副高在6月初偏南，至中旬末逐漸西伸北抬，暴雨時(shí)間集中在6 月7-17 日，暴雨中心位于柳江下游、桂江、粵東沿海，位置較2022年偏東偏南。

（3）洪水過程次數(shù)。2022 年，珠江流域共發(fā)生8 次編號(hào)洪水，其中西江發(fā)生4 次編號(hào)洪水，為1949 年以來第2 多，僅次于1994 年（5 次）；北江共發(fā)生3 次編號(hào)洪水，為1949 年以來最多；韓江發(fā)生1 次編號(hào)洪水。2005 年和2008 年，珠江流域均發(fā)生3次編號(hào)洪水，均為西江、北江、韓江各1次編號(hào)洪水。

（4）洪水量級(jí)。2022 年，西江梧州水文站實(shí)測最大流量為39 200 m3/s，列1941 年有實(shí)測資料以來第13 位（歷史最大流量53 700 m3/s，2005 年6 月），洪水重現(xiàn)期超過5 年；2005 年和2008年梧州水文站最大流量分別為53 700 m3/s 和46 000 m3/s，洪水重現(xiàn)期分別為超100 年（52 700 m3/s）和20 年（45 400 m3/s）。2022 年，北江石角水文站實(shí)測最大流量為18 500 m3/s，列1936年有實(shí)測資料以來第1 位（歷史最大流量17 400 m3/s，2006 年7月），洪水重現(xiàn)期超過50 年；2005 年和2008 年石角水文站最大流量分別為12 600 和13 400 m3/s，洪水重現(xiàn)期均為5 年（12 300 m3/s）。

綜上所述，2022 年珠江流域暴雨歷時(shí)明顯長于2005 年和2008 年，且暴雨中心位置偏西偏北，洪水過程次數(shù)也明顯多于2005年和2008 年；2022年北江洪水量級(jí)為特大洪水，大于2005年和2008年，但西江洪水量級(jí)明顯小于2005年和2008年。

4 結(jié) 論

2022 年5 月下旬至7 月上旬，珠江流域累計(jì)降雨量較常年同期偏多5成，其中北江、韓江、東江、西江下游較常年同期偏多5 成～1.2 倍，北江、韓江均列1961 年有完整資料以來同期第1位，東江、西江下游、西江中游均列第2位。受其影響，珠江流域先后發(fā)生2 次流域性較大洪水、8 次編號(hào)洪水，其中西江、北江共出現(xiàn)7 次編號(hào)洪水，為1949 年以來最多，北江發(fā)生1915 年以來最大洪水。經(jīng)與歷史大洪水對(duì)比分析，2022年北江洪水量級(jí)為特大洪水，大于2005 年和2008 年，但西江洪水量級(jí)明顯小于2005 年和2008 年。在此次洪水過程中，通過流域防洪工程聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，最大削減西江梧州站洪峰6 000 m3/s，降低梧州站水位1.8 m，控制北江石角站洪峰流量在北江大堤設(shè)計(jì)行洪流量以內(nèi)，降低石角及三角洲地區(qū)水位1～1.2 m，有效確保了重要地區(qū)防洪安全。