2010年與1998年長江流域洪水對比分析

鄒紅梅 陳新國

(長江水利委員會水文局,湖北 武漢 430010)

2010年,贛江、撫河、信江、渠江、嘉陵江上游干流、漢江支流發生超過歷史記錄的大洪水,長江上游干流出現了1987年以來的最大洪峰流量,三峽水庫、漢江安康水庫發生了建庫以來的最大入庫洪水,丹江口水庫出現了建庫以來第二大入庫洪水。在三峽水庫、丹江口水庫削峰攔蓄作用下,避免了長江上游與中下游、長江干流與漢江來水惡劣遭遇,有效減輕了長江及漢江中下游防洪壓力,中下游干流部分站點水位僅超過警戒,且總體超警歷時不長,漢江仙桃以下河段超過警戒水位,其中漢川超過保證水位。

1 雨情比較

1998年長江流域集中降雨分為以下 4個階段:6月中、下旬中下游第1度梅雨;7月上、中旬上游第1段集中降雨;7月中、下旬中下游第2度梅雨;8月上游第2段集中降雨。2010年長江流域集中降雨階段為:6月中、下旬兩湖水系;7月中旬長江中下游;7月中旬至 8月下旬嘉岷流域及漢江上中游出現兩次集中降雨過程。1998年與2010年長江上游、中下游均出現集中性降雨,但1998年7月中旬前在長江中下游和上游已分別發生了一段集中性降雨,7月中下旬又轉到長江中下游地區維持,降雨帶轉移方向與流域匯流路徑相重疊,致使中下游干流水位長時間超保證水位。

1998年主汛期 6～8月長江流域平均降雨量670mm,2010年主汛期平均降雨量535 mm,少于1998年;1998年長江上游及中下游降雨量均超過2010年。分期來看,1998年長江流域降雨枯期、汛期均偏多,主汛期偏多更甚,秋汛期明顯偏枯。2010年長江流域降雨枯期偏少,汛期偏多,秋汛期降雨基本正常。

總體而言,2010年與1998年汛前及汛中期間,長江中下游地區的降雨均較多年同期偏多,但2010年降雨偏多幅度不及1998年。2010年前期1～6月長江上游降雨偏少,其中1～2月云南、貴州等部分地區發生了百年一遇的干旱,而1998年前期長江上游降雨偏多。

2 水情比較

2.1 水情發展過程比較

1998年洪水主要發展過程如下:1～3月中下游干流及洞庭湖、鄱陽湖出現了枯季不枯的高水位,抬高了中下游的江湖底水;4～5月中下游地區月平均水位在多年同期均值之上;6月長江流域進入主汛期,長江中下游各大支流先后發生暴雨洪水,致使江湖水位在原底水較高的情況下又開始迅猛上漲,從主要洪水來源觀察,形成了先下游、后中游、再上游輪番漲水的幾個階段。

2010年,1～3月中下游水位也高于多年同期,但偏高幅度遠不及1998年;4～5月,“兩湖”水系出現明顯漲水,在“兩湖”來水不斷增加的情況下,中下游干流螺山以下江段水位持續上漲。2010年前期兩湖水系發生較大洪水,與1998年前期較為相似。6月,“兩湖”水系出現洪峰水位超歷史、超保證、洪峰流量超歷史最大的大洪水過程。7月,在長江上游嘉陵江渠江全線超歷史、上游干流發生超保證洪水、漢江上中游出現超歷史洪水的共同作用下,中下游干流水位快速上漲,多站出現超警戒水位。從主要洪水來源觀察,2010年洪水主要經歷先兩湖、后上游干支流及漢江合力來水的兩個階段。2010年中下游干流各站均在7月份出現最高水位,8月初開始持續退水,與之相比較,1998年7～9月初出現持續高水位,8月份以后的洪水過程2010年與1998年迥然不同,僅1～7月份的洪水過程存在一定相似性。

2.2 來水量比較

1～5月,2010年和1998年長江上游控制站宜昌站來水量(已還原三峽水庫補水影響)較多年同期均偏少1成左右,偏少程度基本相當;中游控制站漢口站2010年來水量偏多1成,1998年偏多近 3成;下游控制站大通站2010年來水量偏多2成,1998年偏多近5成。6～8月,長江上游控制站宜昌站來水量2010年與多年同期相當,但1998年偏多達5成;中下游控制站2010年和1998年來水均較多年同期偏多,其中漢口站2010年來水量偏多1成多,1998年偏多近5成,大通站2010年來水量偏多2成多,1998年偏多5成。

綜上所述,長江上游控制站宜昌站2010年和1998年1～5月來水量較多年同期略偏少,6～8月來水量2010年與多年同期相當,但1998年較多年同期大幅偏多;長江中下游干流2010年和1998年1～8月來水量較多年同期均要偏多,但2010年來水量偏多程度不及1998年。

2.3 平均水位比較

長江上游宜昌站2010年1～9月中除7月份外,其他月份月平均水位均低于多年同期;1998年1～6月月平均水位低于多年同期,但7～9月月平均水位高于多年同期0.5～4.4 m。中下游城陵磯、漢口、湖口和大通站1998年和2010年1～9月期間的平均水位幾乎均高于多年同期,且大部分月份1998年平均水位較2010年同期偏高 0.3～4.6m,但2010年5～6月期間(城陵磯為 4～6月)水位高于1998年同期0.5～1.4 m不等,特別是5月下旬至 6月上旬期間水位要明顯高于1998年同期。

2.4 洪量比較

2010年長江上游及中下游干流控制站最大7,15,30d洪量均小于1998年。1998年寸灘、宜昌站30d洪量重現期分別為50,100a,2010年上游洪水屬尖瘦型洪水過程,洪水漲落較陡,洪峰流量大但洪量不大,寸灘、宜昌站 3d洪量重現期約為 6,5 a;1998年漢口、大通站 30d洪量重現期均為 30a,2010年漢口、大通站 30d洪量重現期為 4,10a,低于1998年。洪量統計詳見表1。

2.5 水情情勢比較

從洪水特征值來看,1998年上游干流寸灘站年最大流量59200m3/s,約為2 a一遇,超50000m3/s量級洪水過程 4次;宜昌站連續出現了 8次大于50000m3/s以上的洪峰,年最大流量 63300m3/s,約為7a一遇。2010年寸灘站發生1987年以來最大洪水過程,年最大流量 64900m3/s,約為 6 a一遇,超50000m3/s量級洪水過程 3次;三峽水庫入庫流量兩次超50000m3/s,最大入庫流量70000m3/s,約為20a一遇(但天然情況下,演算至宜昌的洪峰流量為60200m3/s,約為5 a一遇),削峰調蓄后宜昌站最大流量 42000m3/s。2010年上游干流寸灘站高于1998年洪峰水位1.85m,但中下游洪峰水位總體上明顯低于1998年,其中漢口、大通站洪峰水位分別為27.31,14.58 m,較1998年分別偏低2.12,1.74m。2010年中下游干流部分站點水位超警,總體超警歷時不長,其中干流漢口、大通站超警天數分別為2,8 d;而1998年長江中下游河段全線超警,部分站點超保證,其中石首以下各站超警歷時長達60d以上。

表1 主要控制站最大7,15,30d洪量統計

從洪水遭遇來看,1998年長江干支流洪峰頻繁且遭遇惡劣,兩湖洪水的遭遇,使長江中下游江槽洪水壅塞,后期上游來水又不斷疊加在前期底水上,從而形成中下游洪峰流量不是特別大而水位卻特高的現象。而2010年雖然長江干流大部分江段和多條重要支流發生了不同程度超警或以上的洪水,洪水發生范圍廣,但沒有出現惡劣遭遇現象,特別是在三峽、丹江口水庫攔洪運用情況下,沙市未出現超警水位,長江中下游監利、螺山、漢口、九江、大通河段只出現一般超警洪水。

綜上所述,2010年洪水遭遇不及1998年洪水惡劣,雖上游干流寸灘、宜昌(三峽入庫)洪峰流量高于1998年,但中下游洪峰水位、超警站點數量、超警歷時、洪量均不及1998年。

3 洪水定性分析

2010年長江流域上游洪水未與中下游洪水明顯遭遇,荊江河段沙市站水位未超警戒,監利以下干流多個站點出現超警洪水,但歷時不長,其中漢口水位超26.3m的天數為24 d,小于45 d,不滿足流域性洪水定義的量化標準;上游控制站寸灘洪峰流量64900m3/s,大于 61900m3/s,滿足上游較大洪水量化指標定義標準;中下游漢口站洪峰水位27.31 m,高于27.06 m,滿足區域性洪水量化指標中的中游較大洪水量化指標定義標準;下游大通站最大 30d入流洪量1915億 m3,大于1798億 m3,滿足長江下游發生較大洪水量化指標定義標準。

綜上所述,2010年洪水中,長江上、中、下游均發生較大洪水,但未滿足流域性洪水的量化標準,因此可定義為“長江上中游區域性較大洪水”。

4 三峽水庫、丹江口水庫攔蓄作用

2010年7月中下旬,長江上游嘉陵江支流渠江,漢江支流丹江、白河、任河等多條河流發生超實測紀錄洪水,長江、漢江上游干流接連出現兩次大的洪水過程,長江三峽水庫出現建庫以來最大、漢江丹江口水庫出現建庫以來第二大入庫洪峰;在三峽水庫、丹江口水庫攔洪運用情況下,長江中下游干流部分河段及漢江仙桃以下河段仍超過警戒水位,其中漢江下游漢川河段一度超過保證水位。在三峽水庫、丹江口水庫發揮顯著攔洪作用情況下,2010年上游洪水未與中游洪水形成嚴重遭遇,長江中下游干流沙市以下江段僅出現一般超警洪水,減輕了漢江及干流中下游河段防洪壓力,避免了荊江河段及漢江中下游沿岸生命財產損失、堤防險情出現。

4.1 三峽水庫

2010年5～6月期間長江中下游干流水位出現高于1998年同期的現象,假設三峽工程不攔洪,長江上游的前期來水將提前遭遇兩湖洪水,并抬高后期長江中下游干流洪水位,從而導致7月份長江上游的洪峰與之發生遭遇的惡劣情況發生。據還原計算,若三峽水庫不攔蓄,壩址入庫流量洪峰將達65000,52800m3/s,長江中下游干流將全線超警,形成僅次于1998年的嚴峻防洪形勢:沙市最高水位將達44.8m,接近保證水位 45m,城陵磯將接近保證水位34.4m;漢口水位將達28.3 m,超警1 m;九江水位將達21.1 m,超警1.1 m;大通水位將達14.9 m,超警0.5 m。經過三峽水庫攔洪削峰,長江宜昌 -沙市江段水位降低了2～3m左右,城陵磯 -漢口江段水位降低了1.1m左右,九江 -大通江段水位降低了0.3～0.5m左右,中下游的防洪壓力得到極大緩解。

4.2 丹江口水庫

7月中下旬,漢江也發生了兩次洪水過程,丹江口水庫入庫流量分別為27500,34100m3/s,經科學調度后,最大出庫流量為 6320m3/s,削減洪峰流量80%,調洪最高水位達到154.95m,兩次洪水過程攔蓄水量近70億 m3,在水庫上游壓力得到減緩的情況下,及時關閉兩孔泄洪,避免了運用杜家臺分蓄洪區,并縮短了高水位持續的時間。若丹江口水庫不攔洪,漢江中下游防洪形勢將不堪設想,除杜家臺需要分洪外,中游民垸鄧家湖、小江湖也將分洪,漢江中下游干流將全線達到保證水位,防洪形勢較1998年嚴峻。在漢江出現大洪水期間,恰逢三峽水庫出現70000m3/s的入庫洪峰流量,若無丹江口水庫攔蓄,漢江洪水與長江洪水發生遭遇,武漢段將遭受兩江洪水夾擊,漢口最高水位將抬高0.5m左右,這將明顯增大長江干流漢口 -九江河段防洪壓力。

5 結 語

2010年洪水與1998年洪水具有一定的相似性:長江支流多處出現超歷史洪水;干流來水量較多年同期偏多;中下游干流水位高于多年同期;1～7月份中下游洪水過程較為接近;都分別在長江中下游和上游地區發生一段集中性強降雨過程,出現上下游洪水遭遇的情況。

同時,2010年洪水與1998年洪水也存在明顯的差異:

(1)從洪水遭遇來看,1998年7月中旬前在長江中下游和上游已分別發生了一段集中性降雨,7月中下旬又轉到長江中下游地區維持,致使中下游干流水位長時間超保證,出現上下游洪水遭遇,形成了先下游、后中游、再上游輪番漲水的幾個階段;而2010年洪水主要經歷先兩湖、后上游干支流及漢江合力來水的兩個階段,在三峽水庫、丹江口水庫攔蓄作用下,洪水遭遇不及1998年惡劣。若無三峽水庫、丹江口水庫攔蓄,2010年將出現上下游、干支流洪水惡劣遭遇,中下游干流出現僅次于1998年的嚴峻防洪形勢,漢江中下游防洪形勢較1998年嚴峻。

(2)從洪水特征值來看,2010年上游干流控制站洪峰流量高于1998年,但洪水陡漲陡落,峰高而量不大,最大7,15,30d洪量均小于1998年。中下游洪峰水位、超警站點數量、超警歷時、最大7,15,30d洪量均不及1998年。

(3)從洪水定性來看,1998年洪水為全流域性大洪水;2010年洪水上游控制站寸灘洪峰流量64900m3/s、中下游漢口站洪峰水位27.31 m,下游大通站最大 30d入流洪量1915億 m3,分別滿足上、中、下游較大洪水量化指標定義標準,定義為長江上中游區域性較大洪水。