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【水利科普】“三江汇流、八口入海”的珠江流域洪水
——本文刊登于《中国水利报》第5134期
珠江流域洪水是如何形成的?
答:珠江流域洪水出现时间与暴雨一致,多集中在4—10月。前汛期(4—7月)暴雨多为锋面雨,若雨带随着冷空气强度自西向东、由北向南缓慢移动,与洪水传播方向一致,则易形成流域性大洪水,流域性洪水及洪水灾害一般发生在前汛期。后汛期(7月底—10月)暴雨多由热带气旋造成,洪水相对集中,来势迅猛,峰高但量相对较小。
珠江流域洪水主要来源于西江、北江和东江中上游。流域大部分地区产流机制以蓄满产流为主,上游部分岩溶地区产流机制复杂。上中游地区多山丘,洪水汇流速度快,同时众多的支流又呈扇形分布,洪水易同时汇集到干流,加之缺少湖泊调蓄,中下游及三角洲洪水峰高、量大、历时长,局部地区易形成山洪、泥石流。珠江三角洲河网密布、水系贯通,易受上游洪水和沿海台风、潮汐影响。
西江、北江、东江的洪水各有何特点?
答:西江较大洪水多发生在5—8月,往往由几场连续暴雨形成,具有峰高、量大、历时长的特点,洪水过程以多峰型为主。北江较大洪水多发生在5—7月,峰高量较小、历时相对较短,水位暴涨暴落、变幅较大,具有山区性河流特点,洪水过程以单峰和双峰为多。东江洪水多发生在5—10月,以6—8月最为集中,洪水涨落较快,洪水过程多为单峰型。
西江和北江洪水在思贤滘遭遇,易形成流域性大洪水。东江洪水与西江、北江洪水遭遇机会较少。珠江三角洲易受西江、北江、东江洪水和风暴潮遭遇影响。
珠江流域洪水在哪儿入海?
答:西江、北江和东江汇流形成珠江河网区,再经虎门、蕉门、洪奇门、横门、磨刀门、鸡啼门、虎跳门、崖门八大口门汇入南海,前四门俗称东四门,后西门俗称西四门。
由于地理位置和河口形态的差异,八大口门的动力特性不尽相同,虎门和崖门以潮流作用为主,其他口门则以径流作用为主。
珠江河口是珠江洪水入海的最后一程,畅泄洪水是珠江河口防洪治理的关键,专家学者也在对河口口门泄洪情势变化展开研究。
复杂的流域干支流体系给洪水预报、预演带来哪些挑战?
答:珠江流域是一个复合流域,由西江、北江、东江及珠江三角洲诸河组成,流域面积大、范围广、地形复杂、气候差异较大,因此珠江流域洪水产生的因素也比较复杂。厘清流域、干流、支流、断面四者之间的关系,有利于按照“降雨-产流-汇流-演进”规律,完善以流域为单元的预报调度一体化模式,加快建设数字孪生流域和数字孪生工程,有利于提高水文预报精度,精准掌握干支流河道行洪能力和水工程运用风险隐患,统筹安排“拦、分、蓄、滞、排”措施,充分发挥流域水工程体系的综合减灾效益。
复杂的流域干支流体系加大了洪水预报与预演难度,其主要挑战有三点:一是降雨落区难以准确预报,而且降雨中心容易从一个小流域向临近其他流域偏差,如今年6月,珠江流域降雨中心从前期预报的柳江、桂江流域偏向东北方向,导致北江流域发生了特大洪水。二是复杂流域下垫面条件复杂,流域产汇流影响因素多,而且干支流洪水遭遇与组成复杂多变,不仅加大了洪水预报难度,也加大了洪水调度预演难度。三是复杂的流域干支流体系需要统筹协调考虑上下游、左右岸不同防洪保护对象的保障需求,科学合理调度流域水工程体系,安排好干支流洪水蓄泄时机与量级,尽量实现流域防洪减灾效益的最大化。因此,需要运用系统观念,从流域通盘的视角,构建“流域-干流-支流-断面”多尺度多过程耦合的全链条预报调度一体化模型,进一步提高洪水预报精度和水工程调度综合效益。
如何用好“四预”应对珠江流域洪水风险?
答:在实现对物理流域全要素和水利治理管理全过程的数字化映射基础上,可根据流域规划或重大工程设计方案,在现状工程体系中增加“未来工程”,构筑未来防洪减灾工程体系,预演未来工程体系在不同洪水场景中的防洪减灾情景,评估规划防洪工程体系的防洪减灾效果与不足,进一步优化完善防洪减灾规划体系。
此外,结合当前全球气候异常现象,假定未来不同的水情场景,在数字孪生流域中进行预演。模拟分析当前防洪减灾体系遭遇极端天气系统的防洪减灾场景,查找防洪减灾短板,为完善当前防洪工程体系提供技术依据。
作者:魏晓雯 责编:黄丽婷
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