深圳河“8·29”特大暴雨及高水位成因分析

吴门伍 严黎 高时友 吴尧

摘要： 研究深圳河干流雨量量级相同时河道水位偏高原因，可为深圳河防洪决策提供技术支持。根据2018年8月28～30日深圳河流域降雨资料，选取深圳河干流罗湖、梧桐河、鹿丹村、深圳河口等站点的水位及流量特征资料，分析了该场洪水的降雨特性、洪水特征，并与2008年6月相同降雨量级形成的洪水进行对比分析。结果表明：虽然2008，2018年降雨量级相同，但受河道淤积、河道边滩范围扩大且植物生长、河口泄洪阻力增大和海平面上升等影响，2018年8月降雨致使河道水位明显偏高。同时深圳河流域呈扇形分布，平原河、梧桐河、布吉河等支流洪水易在鹿丹村附近汇聚，使得深圳河干流，尤其是鹿丹村一带河段面临严重的洪水威胁，该区域成为深圳河干流的防洪重点区域。

关 键 词： 特大暴雨; 高水位; 洪水特征; 河道淤积; 深圳河

中图法分类号：  TV211.2

文献标志码：  A

DOI： 10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.08.014

0 引 言

洪水是暴雨、急剧融冰化雪、风暴潮等自然因素引起的江河湖泊水量迅速增加，或者水位迅猛上涨的一种自然现象。天然河道洪水位的变异，将直接影响到河道两岸人民群众的生命财产安全，影响水行政主管部门的防洪决策。一般情况下，对于同一流域，降雨量大，洪峰流量也大;降雨量相同，降雨强度大，所产生的洪峰流量也大。同时，城市化使城市集水区天然调蓄能力减弱，汇流速度加快，洪峰流量加大[1]。感潮河段洪潮水位受径流和潮流的共同影响，加剧了洪潮水位研究的复杂程度[2-3]。然而，目前针对感潮河段相同降雨量级情况下洪水位变化的研究相对较少。对于感潮河道，河道冲淤、糙率变化、河口泄洪阻力和海平面變化等，均可能引起上游河道洪潮水位及过流能力的变化[4-5]。本文以深圳河为例，采用实测资料分析的方法，研究相同雨量量级时深圳河干流河道水位变化的成因，为深圳河防洪决策提供技术支持。

深圳河为深港界河。自1985年以来，深港政府联合开展深圳河治理工程，在双方的共同努力和有效协调下，深圳河治理工程创造了界河治理的成功模式，成为“一国两制”实践的典范。目前已完成1～4期治理工程建设，深圳河防洪标准由2～5 a一遇提升至50 a一遇，历经多次洪水考验，该工程发挥了显著的防洪、航运与生态效益，有效保障了深港两地经济社会可持续发展[6]。

受季风低压影响，2018年8月27～31日，深圳河流域出现强降雨天气（简称“8·29”特大暴雨）。深圳全市平均降雨量312.9 mm，其中罗湖区降雨量最大达412.1 mm。与历史资料相比，该次大暴雨使深圳河干流呈现雨量量级相同但水位偏高特征，深圳河干流防洪压力剧增。

1 流域概况

深圳河是深圳市的五大河流之一，位于珠江口东侧，属珠江三角洲水系，是深圳与香港特别行政区的界河。深圳河发源于其支流沙湾河黄牛湖水库上游海拔214.5 m的牛尾岭，后向西南流经深圳市区后注入深圳湾，全长37 km，河道平均比降1.1‰[7-8]。

深圳河流域水系分布呈扇形，流域面积312.5 km2，其中深圳境内187.5 km2约占流域面积60%，其余面积属香港新界区;深圳侧城市化程度高，香港侧城市化程度相对较低。深圳河干流自深圳河口至三岔河口，一级支流有6条，由上至下分别为：莲塘河、沙湾河、梧桐河、布吉河、福田河、皇岗河，其中莲塘河左岸、平原河、梧桐河均在香港境内。深圳河主要支流是沙湾河，在三岔河口与莲塘河汇合后称深圳河。支流梧桐河在罗湖桥下汇入干流，布吉河在渔民村汇入，在下游汇入干流的还有福田河、皇岗河等。深圳河口至平原河口河段为感潮河段，长约13.6 km，潮流界可达平原河口。深圳河流域水系及主要水文站点布置如图1所示。

深圳河三岔河口以上流经台地和低丘陵区，属山区型河道，坡度较陡，河床比降为2‰～4‰，汇流时间短，洪峰流量大，暴雨后数小时洪峰即可到达下游[9]。三岔河口以下为平坦的冲积海积平原，河道弯曲相间，比降较缓，河床纵比降仅为0.10‰～0.17‰，凸岸淤积，凹岸冲刷，浅滩处植物生长茂盛，为水清、河畅、岸绿的生态河流。

深圳河流域雨量丰沛，多年平均降雨量为2 023 mm，年内分配不均，主要集中在4～9月，约占全年雨量的85%。深圳河口多年平均径流量为4.60亿m3。

2 暴雨特性

2.1 降雨情况

2018年8月28～30日深圳市出现连续3d暴雨到大暴雨降雨过程，其中29～30日出现了大暴雨局部特大暴雨，本次降雨主要集中在深圳市东部和中部。本次降雨过程具有持续时间长、累积雨量大、短时雨强、次生灾害风险高的特点。8月27日20：00至31日08：00，全市平均雨量312.9 mm，其中罗湖区降雨量最大达412.1 mm。

深圳河沿线及支流也出现特大暴雨，深圳河沿线1，3，12 h和24 h最大降雨量均发生在鹿丹村站，分别为65.0，127.0，248.5 mm和333.5 mm，且呈现中上游降雨量大，下游降雨量相对较小的现象，“8·29”特大暴雨深圳河降雨分布统计如表1所列。深圳河干流鹿丹村6，24h最大降雨量分别为164.0，333.5 mm，由《广东省暴雨径流查算图表》查得，6 h最大降雨量为5 a一遇重现期降雨量，24 h降雨量超过10 a一遇重现期降雨量。深圳河流域（含香港侧）8月29日平均降雨量约为215.9 mm，超过5 a一遇重现期降雨量。

2.2 降雨分布

由“8·29”特大暴雨1h降雨量分布可以知，罗湖出现最高水位前最大降雨带位于香港侧，之后由香港侧逐渐北移至深圳侧。2018年8月29日17时降雨中心为平原河，2018年8月29日19时位于梧桐河，20时位于深圳河落马洲至平原河口段两岸，21时北移至深圳侧布吉河。由2018年8月29日19时，20时降雨量分布可以看出，梧桐河1 h降雨量约50 mm，而布吉河降雨量约20.0 mm。最大降雨带由19时的梧桐河上游逐渐向20时的深圳河沿线转移，导致上游降雨的汇流和深圳河两侧区域的排水洪峰叠加，使得深圳河上游出现了最高水位。

3 洪水特征

3.1 水位特征

由于降水量大、雨量集中，加之深圳河中游河道较窄，且局部淤积比较严重，上游特大暴雨形成的洪水对深圳河中上游造成较大影响。2018年8月29日三岔河口、罗湖、梧桐河、鹿丹村等站记录的最高水位分别为4.50，4.19，4.04，3.94 m，分别超过有记录以来的历史最高水位0.86，0.58，0.51，0.53 m，鹿丹村超警戒水位0.34 m;由于深圳河下游降水量相对较小，且2018年8月29日12时（中潮）开始落潮，因此对深圳河下游影响相对较小。各站最高水位及出现时间如表2所列。

深圳河流域属于小河流域，河流短小，形成的洪峰流量主要受6～12 h降水影响。由表1～2可知：12 h最大降雨发生时段，上游的平原河口和罗湖发生在2018年8月29日10时～22时，中下游的鹿丹村、深圳河口、新洲河口和布吉河上的草埔发生在2018年8月29日14时至2018年8月30日2时。对应的各站洪峰水位出现在2018年8月29日20时～21时，与12 h暴雨发生时间相对应。

3.2 水位顶托现象分析

深圳河中下游河段为感潮河段，对暴雨产生的洪水的消退能力弱于山区性河流。本次降雨为连续3 d型暴雨，2018年8月28日暴雨形成的洪水还没有完全消退，29日特大暴雨形成的洪水接踵而至，由于底水高，造成29日同水位流量偏小。

图2，3分别为本次暴雨期间深圳河主要站点水位过程线及流量过程线。结合表2可知：梧桐河站2018年8月29日20时出现最高水位4.04 m，超过有记录的历史最高水位0.51 m，对应流量仅318 m3/s，而同时间罗湖站的流量为296 m3/s，罗湖站洪峰水位在20：20才出現。由于梧桐河汇入深圳河干流的洪水早于罗湖站的洪水，且水位高流量大，对罗湖站形成了严重的顶托，造成罗湖站洪水宣泄不畅，因此，罗湖站同水位流量偏小。

由图2可见：罗湖与梧桐河两站洪水基本上是同步起涨，因此，罗湖下泄的洪水对梧桐河也造成一定的顶托影响。顶托的依据是深圳湾烂角咀从 2018年8月29日14：00～18：00均为落潮阶段，而深圳河口站从16：00开始涨潮，皇岗及其上游河段从15：00开始涨潮，说明此时河道水位壅高受上游下泄洪水影响，直到20：00梧桐河站出现最高水位4.04 m，20：50时出现最大流量344 m3/s;皇岗、鹿丹村等河道洪水下泄不畅也壅高了罗湖、梧桐河的水位，梧桐河站洪水过程产生了先最高水位、后最大流量的顺时针绳套现象，是梧桐河站受到了罗湖、鹿丹村顶托影响的表现。

3.3 洪水过程分析

从深圳河干流鹿丹村、深圳河口水位（见图2）来看，受降雨影响，2018年8月29日14：40鹿丹村水位开始起涨（非潮汐影响），而下游站深圳河口受暴雨引起的产汇流影响，于 2018年8月29日16：20开始起涨，都正好为退潮时段，此时深圳河属于受暴雨影响的河流而非受感潮影响（受感潮影响的河段一般下游先起涨）的潮汐河流，此现象为正常现象，因此8月29日8：00至30日0：00水位正常。

而从鹿丹村、深圳河口单站的水位-流量关系来看：鹿丹村站在2018年8月29日14：50前流量都是随着潮位变化，遵循着潮流站的一般规律，涨潮流量为负，落潮流量为正，但14：50后随着前期雨水积累以及降水量的增大，水位涨流量（正流量）也涨，直到8月29日20：30超历史水位达到3.94 m，到21：10时深圳河口水位开始转退出现最大流量772.0 m3/s，此后洪水波向下游运动，水位降低流量急剧减少，此段时间深圳河特性与受洪水影响的径流站特性相同，上下游的深圳河口、罗湖、鹿丹村洪水过程相似。罗湖、鹿丹村、深圳河口3站最大流量出现时间分别为2018年8月29日20：30，21：10，21：40，流量分别为318，772，846 m3/s。

3.4 历史洪水对比分析

2008年6月6日6时至6月7日下午，受西南气流和低压槽影响，出现持续2 d的大暴雨过程，深圳全市共有7个区域气象站2d累计雨量超过300.0 mm，最大雨量出现在南山区蛇口，为376.0 mm。该次暴雨期间，梧桐河站测得最大流量326 m3/s，最高水位2.96 m;深圳河口站测得最大流量627 m3/s，最高水位1.92 m（见表3）。

2008年6月13～14日，受西南季风和低压槽影响，大部分地区出现超百年一遇特大暴雨降水过程，深圳全市有9个区域气象站2 d累计雨量超过400.0 mm，其中宝安区时雨量和最大整点小时雨量均出现在宝安和平社区站，分别为110.3 mm/h（13日9：04）和96.8 mm/h（13日8时至9时）[10]。这次暴雨期间，罗湖站测得最大流量343.0 m3/s，最高水位2.74 m;深圳河口站测得最大流量703.0 m3/s，最高水位1.42 m（见表3）。

2008年6月与2018年8月29日的几场典型洪水是近年来深圳河实测最大洪水，开展两场洪水的对比分析，对深圳河防洪形势分析具有十分重要的作用。表3为深圳河典型洪水时不同断面降雨量-水位-流量情况统计。由表3可见：2008年6月与2018年8月29日洪水形成的流域降雨量较为接近。2008年6月7日与2018年8月29日洪水相比，梧桐河来流较为接近，但梧桐河水位低1.05 m，深圳河河口流量小219.0 m3/s，但深圳河河口水位高0.12 m。2008年6月13日与2018年8月29日洪水相比，罗湖来流较为接近，但罗湖水位低1.44 m，深圳河河口流量小143.0 m3/s，深圳河河口水位高0.38 m。从这几场洪水情况来看，在相同洪水量级情况下，2018年8月29日深圳河沿程水位相对较高，造成深圳河洪水水位相差较大。

由暴雨引发的洪水，造成深圳河上中游的三岔河口、罗湖、梧桐河、鹿丹村等站水位超过有历史资料以来的最高水位，而同期深圳河口站的流量与有关分析结果比较，出现偏小的现象，即深圳河出现了小流量、高水位的现象，增加了防洪压力。大暴雨期间，鹿丹村上游区域极易发生内涝[11]。

4 深圳河高水位成因分析

导致2018年8月29日洪水深圳河沿程水位异常升高的原因，初步分析主要包括河道淤积、河道边滩范围扩大且植物生长、河口泄洪阻力增大及海平面上升等[12]。

4.1 河道淤积

2008年2月至2018年3月，深圳河1～3期工程范围内总淤积量约为96.1万m3，平均淤积厚度约0.77 m。河口-鹿丹村平均淤积约0.20 m，上步码头-鹿丹村平均淤积约0.55 m。总体上看，河道淤积比较严重，常水位条件下，相比2008，2018年河口-鹿丹村过流面积减小20%。

鹿丹村站大断面位于深圳河8+050处，该断面宽132m，左岸为加固斜坡，右岸为垂直混凝土防洪墙，河床成分以细颗粒泥沙为主。对比2008，2013年和2018年断面，由图4可以看出：鹿丹村站断面2008～2013年淤积显著，2018年比2013年略有冲刷，但对比2008年淤积仍然较为明显。

2018年汛后最大清淤深度达到3.2 m（11月24日），而8·29洪水中，鹿丹村站最高水位为3.94 m。由此可见，断面淤积对鹿丹村水位的抬高影响很大。通过对2018年8月26日和11月24日清淤前后的大断面进行计算，以最高水位3.94 m为外包线，8月26日的过水面积为613.0 m2，11月24日则为898.6 m2。清淤前的过水面积只占清淤后过水面积的68%。

4.2 河道边滩范围扩大且植物生长

从现场查勘和遥感影像资料可以明显看出，深圳河沿岸两侧边滩分布大量挺水植物，占据罗湖以下河段大部分的河道浅滩区域。河道边滩植物范围的扩大生长增大河道行洪阻力，使得相同洪水流量下河道水位壅高，增大河道行洪风险。河道治理工程实施以来，河道边滩植物范围发生了明显变化。结合历史遥感影像资料，相比2010年边滩植物范围，2018年边滩植物外缘线向河道扩展了近30 m，平均每年扩展3～4 m，增长十分迅速（见图5）。

2008年6月洪水发生时，河道的边滩及植物生长范围小，且洪水与汛前清除植物的时间短，河道综合阻力相对较小。2018年8月29日洪水时，边滩和植物范围显著扩大，且已快到汛末，汛前清除掉的植被又重新生长，增大了洪水期河道综合糙率，使河道行洪阻力增大[4]，这是造成2018年8月29日洪水水位壅高的一个重要原因。

4.3 河口泄洪阻力增大

从深圳河河口历史遥感影像资料中可以明显看出：2000年以后，深圳河口两侧红树林范围不断扩大，红树林从河口向外延伸近1 km。红树林的生长使得边滩阻力增加，涨落潮流的过水断面减小，使得原本河道出口处大范围的浅滩在洪水期间过水能力减弱，甚至在红树林的影响下河口渠道化的趋势更为明显[13-14]。因此，河口泄洪阻力的增大导致洪水排泄有所受阻，引起河道水位壅高。

4.4 海平面上升

受全球气候变化的影响，各地海平面不断抬升，深圳湾也不例外[15-16]。游大伟等[17]研究成果表明：广东沿海海平面近86 a（1925～2010年）、近40 a（1970～2010年）和近20 a（1993～2010年）的上升率分别为2.1，2.5 mm/a和3.2 mm/a，存在加速上升的趋势，并大体与全球呈准同步变化。聂宇华等[18]研究成果表明：赤湾站海平面在1986～2014年以3.2 mm/a的速率缓慢上升。受此影响，赤湾年平均高潮位和年平均低潮位均不断抬升。统计赤湾站1964～2015年平均高潮位和平均低潮位发现：两者均呈现显著的抬升趋势，赤湾站平均高潮位由不足1 m抬升至近1.2 m，平均低潮位由-0.4 m左右抬升至-0.2 m，海平面的不断抬高也造成了对河道洪水位的顶托作用增强，这也是2018年8月29日洪水水位壅高的原因之一。

5 结 论

（1） 2018年8月29日典型洪水时段流域整体降雨达到10 a一遇，个别支流流域降雨为20 a一遇，个别降雨测站降雨量达到100 a一遇。

（2） 与历时资料相比，2018年8月29～30日降雨使深圳河干流存在小流量、高水位特征。

（3） 潮作用对深圳河洪水期的水位存在一定顶托，由于洪峰时间的差异，罗湖站和梧桐河站的水位也存在相互顶托的现象。

（4） 2018年8月29日深圳河出现超抢险水位的洪水，说明在河道行洪断面减小、河道边滩植物范围扩大和河口泄洪阻力增大的背景下，再加上深圳河扇形流域形状使得洪水易在鹿丹村附近汇聚的特性，导致深圳河干流，尤其是鹿丹村一带河段面临严重的洪水威胁。

（5） 根据深圳河的防洪能力，需要对其水文、地形等边界条件重新率定，以防止超标准洪水带来的损失。

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（编辑：江 文）

引用本文：

吴门伍，严黎，高时友，等.

深圳河“8·29”特大暴雨及高水位成因分析

[J].人民长江，2021，52（8）：92-97.

Cause analysis on “8·29 ”torrential rainfall and high water level in Shenzhen River

WU Menwu1，2，YAN Li3，GAO Shiyou2，WU Yao1

（ 1.Pearl River Hydraulic Research Institute，Pearl River Water Resources Commission，Guangzhou 510611，China; 2.Key Laboratory of the Pearl River Estuarine Dynamics and Associated Process Regulation，Ministry of Water Resources，Guangzhou 510610，China; 3.Pearl River Water Resources Commission of MWR，Guangzhou 510611，China ）

Abstract：

Finding out reasons that the water levels were higher in the main stream of Shenzhen River when the rainfall magnitude was same as before could provide support for flood control decision-making of Shenzhen River.On the basis of the rainfall data of the Shenzhen River Basin on August 28 to 30，2018 （“8·29 ”torrential rainfall），we selected the water levels and flow characteristics data of Luohu，Wutong River，Ludancun，Shenzhen Estuary and other stations on the main stream of the Shenzhen River to analyze rainfall and flood characteristics of “8·29 ” torrential rainfall and compared them with the flood under the same rainfall level in June 2008.The results showed that the river water level in “8·29” torrential rainfall was significantly higher than that in 2008，even though the rainfall level in 2008 was the same as 2018.This was caused by river channel sedimentation，the expansion of the river beach and the growth of emergent plants，as well as increase of the estuary flood discharge resistance and the rise of sea level.Also，the Shenzhen river valley was distributed in a fan shape，so flood of some tributaries such as Pingyuan River，Wutong River and Buji River tended to converge near Ludancun，which made the main stream of Shenzhen River face serious flood threat，especially the river section near Ludancun，where has become a key point for flood control in the main stream of Shenzhen River.

Key words：

torrential rainfall;high water level;flood characteristics;river channel sedimentation;Shenzhen River