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(fā)生超過歷史記錄的大洪水,長江上游干流出現(xiàn)了1987年以來的最大洪峰流量,三峽水庫、漢江安康水庫發(fā)生了建庫以來的最大入庫洪水,丹江口水庫出現(xiàn)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(xiàn)兩次集中降雨過程。1998年與2010年長江上游、中下游均出現(xiàn)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(fā)生了一段集中性降雨,7月中下旬又轉(zhuǎn)到長江中下游地區(qū)維持,降雨帶轉(zhuǎn)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(qū)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(qū)發(fā)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(fā)展過程比較

1998年洪水主要發(fā)展過程如下:1～3月中下游干流及洞庭湖、鄱陽湖出現(xiàn)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(qū)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(fā)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(xiàn)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(xù)上漲。2010年前期兩湖水系發(fā)生較大洪水,與1998年前期較為相似。6月,“兩湖”水系出現(xiàn)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(fā)生超保證洪水、漢江上中游出現(xiàn)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(xiàn)超警戒水位。從主要洪水來源觀察,2010年洪水主要經(jīng)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(xiàn)最高水位,8月初開始持續(xù)退水,與之相比較,1998年7～9月初出現(xiàn)持續(xù)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(xiàn)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(xiàn)期約為 6,5 a;1998年漢口、大通站 30d洪量重現(xiàn)期均為 30a,2010年漢口、大通站 30d洪量重現(xiàn)期為 4,10a,低于1998年。洪量統(tǒng)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(xù)出現(xiàn)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(fā)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(diào)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(shù)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(tǒng)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(xiàn)象。而2010年雖然長江干流大部分江段和多條重要支流發(fā)生了不同程度超警或以上的洪水,洪水發(fā)生范圍廣,但沒有出現(xiàn)惡劣遭遇現(xiàn)象,特別是在三峽、丹江口水庫攔洪運用情況下,沙市未出現(xiàn)超警水位,長江中下游監(jiān)利、螺山、漢口、九江、大通河段只出現(xiàn)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(shù)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(jiān)利以下干流多個站點出現(xiàn)超警洪水,但歷時不長,其中漢口水位超26.3m的天數(shù)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(qū)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(fā)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(fā)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(qū)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(fā)生超實測紀錄洪水,長江、漢江上游干流接連出現(xiàn)兩次大的洪水過程,長江三峽水庫出現(xiàn)建庫以來最大、漢江丹江口水庫出現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(chǎn)損失、堤防險情出現(xiàn)。

4.1 三峽水庫

2010年5～6月期間長江中下游干流水位出現(xiàn)高于1998年同期的現(xiàn)象,假設(shè)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(fā)生遭遇的惡劣情況發(fā)生。據(jù)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(jīng)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(fā)生了兩次洪水過程,丹江口水庫入庫流量分別為27500,34100m3/s,經(jīng)科學調(diào)度后,最大出庫流量為 6320m3/s,削減洪峰流量80%,調(diào)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(guān)閉兩孔泄洪,避免了運用杜家臺分蓄洪區(qū),并縮短了高水位持續(xù)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(shè)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(xiàn)大洪水期間,恰逢三峽水庫出現(xiàn)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(fā)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(jié) 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(xiàn)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(qū)發(fā)生一段集中性強降雨過程,出現(xiàn)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(fā)生了一段集中性降雨,7月中下旬又轉(zhuǎn)到長江中下游地區(qū)維持,致使中下游干流水位長時間超保證,出現(xiàn)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(jīng)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(xiàn)上下游、干支流洪水惡劣遭遇,中下游干流出現(xiàn)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(shù)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(qū)域性較大洪水。