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        2010年與1998年長(zhǎng)江流域洪水對(duì)比分析

        2011-05-01 07:08:20鄒紅梅陳新國(guó)
        水利水電快報(bào) 2011年5期
        關(guān)鍵詞:來(lái)水量丹江口水庫(kù)洪量

        鄒紅梅 陳新國(guó)

        (長(zhǎng)江水利委員會(huì)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(guò)歷史記錄的大洪水,長(zhǎng)江上游干流出現(xiàn)了1987年以來(lái)的最大洪峰流量,三峽水庫(kù)、漢江安康水庫(kù)發(fā)生了建庫(kù)以來(lái)的最大入庫(kù)洪水,丹江口水庫(kù)出現(xiàn)了建庫(kù)以來(lái)第二大入庫(kù)洪水。在三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)削峰攔蓄作用下,避免了長(zhǎng)江上游與中下游、長(zhǎng)江干流與漢江來(lái)水惡劣遭遇,有效減輕了長(zhǎng)江及漢江中下游防洪壓力,中下游干流部分站點(diǎn)水位僅超過(guò)警戒,且總體超警歷時(shí)不長(zhǎng),漢江仙桃以下河段超過(guò)警戒水位,其中漢川超過(guò)保證水位。

        1 雨情比較

        1998年長(zhǎng)江流域集中降雨分為以下 4個(gè)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(zhǎng)江流域集中降雨階段為:6月中、下旬兩湖水系;7月中旬長(zhǎng)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(guò)程。1998年與2010年長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間超保證水位。

        1998年主汛期 6~8月長(zhǎng)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(zhǎng)江上游及中下游降雨量均超過(guò)2010年。分期來(lái)看,1998年長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)江上游降雨偏多。

        2 水情比較

        2.1 水情發(fā)展過(guò)程比較

        1998年洪水主要發(fā)展過(guò)程如下:1~3月中下游干流及洞庭湖、鄱陽(yáng)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(zhǎng)江流域進(jìn)入主汛期,長(zhǎng)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(kāi)始迅猛上漲,從主要洪水來(lái)源觀察,形成了先下游、后中游、再上游輪番漲水的幾個(gè)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(yuǎn)不及1998年;4~5月,“兩湖”水系出現(xiàn)明顯漲水,在“兩湖”來(lái)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(guò)程。7月,在長(zhǎng)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(lái)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(lái)水的兩個(gè)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(kāi)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(guò)程2010年與1998年迥然不同,僅1~7月份的洪水過(guò)程存在一定相似性。

        2.2 來(lái)水量比較

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

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

        2.3 平均水位比較

        長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(jì)詳見(jiàn)表1。

        2.5 水情情勢(shì)比較

        從洪水特征值來(lái)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(jí)洪水過(guò)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(lái)最大洪水過(guò)程,年最大流量 64900m3/s,約為 6 a一遇,超50000m3/s量級(jí)洪水過(guò)程 3次;三峽水庫(kù)入庫(kù)流量?jī)纱纬?0000m3/s,最大入庫(kù)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(diǎn)水位超警,總體超警歷時(shí)不長(zhǎng),其中干流漢口、大通站超警天數(shù)分別為2,8 d;而1998年長(zhǎng)江中下游河段全線超警,部分站點(diǎn)超保證,其中石首以下各站超警歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)60d以上。

        表1 主要控制站最大7,15,30d洪量統(tǒng)計(jì)

        從洪水遭遇來(lái)看,1998年長(zhǎng)江干支流洪峰頻繁且遭遇惡劣,兩湖洪水的遭遇,使長(zhǎng)江中下游江槽洪水壅塞,后期上游來(lái)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(zhǎng)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(méi)有出現(xiàn)惡劣遭遇現(xiàn)象,特別是在三峽、丹江口水庫(kù)攔洪運(yùn)用情況下,沙市未出現(xiàn)超警水位,長(zhǎng)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(kù))洪峰流量高于1998年,但中下游洪峰水位、超警站點(diǎn)數(shù)量、超警歷時(shí)、洪量均不及1998年。

        3 洪水定性分析

        2010年長(zhǎng)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(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)超警洪水,但歷時(shí)不長(zhǎng),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(biāo)準(zhǔn);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(biāo)定義標(biāo)準(zhǔn);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(biāo)中的中游較大洪水量化指標(biāo)定義標(biāo)準(zhǔn);下游大通站最大 30d入流洪量1915億 m3,大于1798億 m3,滿足長(zhǎng)江下游發(fā)生較大洪水量化指標(biāo)定義標(biāo)準(zhǔn)。

        綜上所述,2010年洪水中,長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn),因此可定義為“長(zhǎng)江上中游區(qū)域性較大洪水”。

        4 三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)攔蓄作用

        2010年7月中下旬,長(zhǎng)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(shí)測(cè)紀(jì)錄洪水,長(zhǎng)江、漢江上游干流接連出現(xiàn)兩次大的洪水過(guò)程,長(zhǎng)江三峽水庫(kù)出現(xiàn)建庫(kù)以來(lái)最大、漢江丹江口水庫(kù)出現(xiàn)建庫(kù)以來(lái)第二大入庫(kù)洪峰;在三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)攔洪運(yùn)用情況下,長(zhǎng)江中下游干流部分河段及漢江仙桃以下河段仍超過(guò)警戒水位,其中漢江下游漢川河段一度超過(guò)保證水位。在三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)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(yán)重遭遇,長(zhǎng)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(cái)產(chǎn)損失、堤防險(xiǎn)情出現(xiàn)。

        4.1 三峽水庫(kù)

        2010年5~6月期間長(zhǎng)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(zhǎng)江上游的前期來(lái)水將提前遭遇兩湖洪水,并抬高后期長(zhǎng)江中下游干流洪水位,從而導(dǎo)致7月份長(zhǎng)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(jì)算,若三峽水庫(kù)不攔蓄,壩址入庫(kù)流量洪峰將達(dá)65000,52800m3/s,長(zhǎng)江中下游干流將全線超警,形成僅次于1998年的嚴(yán)峻防洪形勢(shì):沙市最高水位將達(dá)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(dá)28.3 m,超警1 m;九江水位將達(dá)21.1 m,超警1.1 m;大通水位將達(dá)14.9 m,超警0.5 m。經(jīng)過(guò)三峽水庫(kù)攔洪削峰,長(zhǎng)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(kù)

        7月中下旬,漢江也發(fā)生了兩次洪水過(guò)程,丹江口水庫(kù)入庫(kù)流量分別為27500,34100m3/s,經(jīng)科學(xué)調(diào)度后,最大出庫(kù)流量為 6320m3/s,削減洪峰流量80%,調(diào)洪最高水位達(dá)到154.95m,兩次洪水過(guò)程攔蓄水量近70億 m3,在水庫(kù)上游壓力得到減緩的情況下,及時(shí)關(guān)閉兩孔泄洪,避免了運(yùn)用杜家臺(tái)分蓄洪區(qū),并縮短了高水位持續(xù)的時(shí)間。若丹江口水庫(kù)不攔洪,漢江中下游防洪形勢(shì)將不堪設(shè)想,除杜家臺(tái)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(dá)到保證水位,防洪形勢(shì)較1998年嚴(yán)峻。在漢江出現(xiàn)大洪水期間,恰逢三峽水庫(kù)出現(xiàn)70000m3/s的入庫(kù)洪峰流量,若無(wú)丹江口水庫(kù)攔蓄,漢江洪水與長(zhǎng)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(zhǎng)江干流漢口 -九江河段防洪壓力。

        5 結(jié) 語(yǔ)

        2010年洪水與1998年洪水具有一定的相似性:長(zhǎng)江支流多處出現(xiàn)超歷史洪水;干流來(lái)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(guò)程較為接近;都分別在長(zhǎng)江中下游和上游地區(qū)發(fā)生一段集中性強(qiáng)降雨過(guò)程,出現(xiàn)上下游洪水遭遇的情況。

        同時(shí),2010年洪水與1998年洪水也存在明顯的差異:

        (1)從洪水遭遇來(lái)看,1998年7月中旬前在長(zhǎng)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(zhǎng)江中下游地區(qū)維持,致使中下游干流水位長(zhǎng)時(shí)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(gè)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(lái)水的兩個(gè)階段,在三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)攔蓄作用下,洪水遭遇不及1998年惡劣。若無(wú)三峽水庫(kù)、丹江口水庫(kù)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(yán)峻防洪形勢(shì),漢江中下游防洪形勢(shì)較1998年嚴(yán)峻。

        (2)從洪水特征值來(lái)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(diǎn)數(shù)量、超警歷時(shí)、最大7,15,30d洪量均不及1998年。

        (3)從洪水定性來(lái)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(biāo)定義標(biāo)準(zhǔn),定義為長(zhǎng)江上中游區(qū)域性較大洪水。

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