(長江水利委員會(huì)水文局荊江水文水資源勘測局，湖北 荊州 434000)

1 研究背景

長江枝城至城陵磯河段稱為荊江。從枝城到藕池口，為上荊江，長約172 km，南岸有松滋口、太平口通過松滋河和虎渡河分流匯入洞庭湖。從藕池口到城陵磯，為下荊江，長約175 km，南岸有藕池口通過藕池河分流匯入洞庭湖[1-2]。洞庭湖匯集湘江、資水、沅江、澧水及湖周圍中小河流，承接經(jīng)松滋、太平、藕池三口分泄的長江來水，經(jīng)湖泊調(diào)蓄后從岳陽附近城陵磯注入長江[3]。

本文重點(diǎn)分析2015年“東方之星”客輪翻沉事件搶險(xiǎn)中三峽水庫應(yīng)急調(diào)度對(duì)監(jiān)利站的影響及監(jiān)利站水位流量變化、以及2017年“長江1號(hào)洪水”對(duì)荊江河段的影響及測站水位流量關(guān)系的變化。這兩次事件導(dǎo)致荊江河段出現(xiàn)特殊水情的相似點(diǎn)是都出現(xiàn)在汛期，同時(shí)都有三峽水庫及上游水庫聯(lián)合調(diào)度、下游洞庭湖洪水頂托作用的影響因素。

2 2015年“東方之星”客輪翻沉事件分析

2.1 三峽水庫應(yīng)急調(diào)度

2015年6月1日晚約21:30，一艘南京開往重慶的旅游客船“東方之星”號(hào)，上行至長江水域湖北省荊州市監(jiān)利縣大馬洲水道44號(hào)過河標(biāo)水域處，突遇龍卷風(fēng)翻沉。國家防總、水利部迅速派出水利應(yīng)急工作組趕赴監(jiān)利，組織開展沉船附近區(qū)域水文應(yīng)急監(jiān)測，加密長江流域水雨情會(huì)商和水文預(yù)測預(yù)報(bào)，開展三峽水庫及上游水庫聯(lián)合調(diào)度，減少出庫流量，從17 200 m3/s減少到7 000 m3/s，有效降低了沉船區(qū)域河道水位、減緩了流速，全力以赴做好水文保障服務(wù)和水庫應(yīng)急調(diào)度工作，為救援打撈創(chuàng)造了有利條件[4]。

受三峽水庫調(diào)度影響，監(jiān)利水文站水位于6月3日凌晨03:20由30.05 m回落，至6月7日晨06:00，水位回落到最低點(diǎn)29.25 m。救援打撈工作完成后，三峽水庫加大了下泄流量，監(jiān)利站水位緩慢上漲，見圖1。

圖1 監(jiān)利站6月1～7日水位、流量過程線

2.2 三峽水庫應(yīng)急調(diào)度對(duì)監(jiān)利水文站的影響

監(jiān)利水文站地處長江中游的下荊江河段，為長江中下游重要的防汛測報(bào)站，下游約 89.5 km處系洞庭湖出口城陵磯，其水位流量關(guān)系受洪水漲落、斷面沖淤、洞庭湖頂托等諸因素的影響，呈不規(guī)則繩套曲線[5-6]。

監(jiān)利河段沉船事件發(fā)生之后，三峽水庫減少出庫流量，導(dǎo)致監(jiān)利站水位迅速回落，水位流量關(guān)系偏離正常曲線，見圖2。6號(hào)線為受三峽水庫調(diào)度影響的曲線，6月3日在最高點(diǎn)出現(xiàn)后開始左偏，而6月7日后隨著水位上漲，水位流量關(guān)系呈現(xiàn)為一條反曲線。

圖2 三峽應(yīng)急調(diào)度時(shí)期監(jiān)利站水位流量關(guān)系

6月1～7日期間，受水庫調(diào)度影響，監(jiān)利站最高水位與最低水位相差 0.791 m，最大流量與最小流量相差4 270 m3/s。

2.3 監(jiān)利水文站水位流量關(guān)系分析

根據(jù)監(jiān)利站、廣興洲站實(shí)測水位資料，點(diǎn)繪監(jiān)利-廣興洲6月1～10日的水位落差圖，見圖3。

圖3 監(jiān)利-廣興洲水位落差變化

受三峽水庫調(diào)度影響，6月3～7日監(jiān)利站水位開始持續(xù)降低，監(jiān)利-廣興洲落差不斷減小，落差減少，導(dǎo)致斷面流速減小，同水位下的流量變小，水位流量關(guān)系左偏；6月8 日后，雖然三峽水庫加大了下泄流量，監(jiān)利站斷面水位開始上漲，但同水位下的落差仍然較前期偏小，造成水位流量關(guān)系出現(xiàn)反曲現(xiàn)象。因此水位落差的變化是引起相應(yīng)時(shí)段的水位-流量關(guān)系曲線異常的主要因素。

3 2017年“長江1號(hào)洪水”分析

3.1 2017年荊江河段特殊水情

2017年7月1～2日，湘江、陸水、修水、長江中下游干流附近發(fā)生大暴雨、局地大暴雨。受持續(xù)降雨影響，入?yún)R洞庭湖的4條江中，湘江、資水、沅水均發(fā)生特大洪水。湘潭、資水、桃江等站水位超保證水位，長沙等站水位超歷史最高，修水超歷史最高水位，“長江2017年第1號(hào)洪水”已經(jīng)形成并繼續(xù)發(fā)展。7月2日，洞庭湖出口城陵磯(七里山)站水位迅猛上漲，最大日變幅達(dá) 0.92 m。

7月1日，三峽水庫緊急啟動(dòng)上游水庫群調(diào)度方案，出庫流量迅速減少，7月1日12：00～3日12：00，宜昌流量由27 400 m3/s減少至7 470 m3/s，之后保持小流量下泄不變。7月4日20：00，長江1號(hào)洪峰通過城陵磯蓮花塘，洞庭湖水位緩慢回落。7月6日三峽水庫逐漸加大下泄流量，至7月10日下泄流量達(dá)到30 000 m3/s，如圖4所示。

圖4 宜昌水文站水位、流量過程線

3.2 “長江1號(hào)洪水”對(duì)荊江河段的影響

受下游洞庭湖洪水頂托、三峽水庫及上游水庫聯(lián)合調(diào)度影響，荊江局各水文站水位流量關(guān)系不同程度發(fā)生變化，監(jiān)利站受頂托最嚴(yán)重，斷面水位變化緩慢，流速變小，流量迅速減小；沙市、枝城水位流量測點(diǎn)偏離原單值化線；荊江三口洪道新江口、沙道觀水位流量測點(diǎn)偏離原單值化線；彌陀寺、藕池(管)、藕池(康三)站出現(xiàn)特殊線型。彌陀寺(二)站7月3日4：00出現(xiàn)負(fù)流量，藕池(管)站7月3日17時(shí)、藕池(康三)站7月2日18：00出現(xiàn)負(fù)流量，沙道觀站接近斷流。各控制站實(shí)測流量成果見表1，3個(gè)出現(xiàn)負(fù)流量站日徑流量統(tǒng)計(jì)如表2所示。

3.3 荊江三口水文站水位流量關(guān)系分析

根據(jù)彌陀寺(二)站、藕池(管)站、藕池(康三)站實(shí)測水位、流量分別點(diǎn)繪各站水位流量關(guān)系圖，如圖5～7所示。彌陀寺(二)16號(hào)線為特殊線型，6月30日至7月6日水位下降，統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)水位變化達(dá)到3 m以上，水位在 37.20 m左右出現(xiàn)負(fù)流量；藕池(管)站、藕池(康三)站7月2日水位回落，統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)水位變化均達(dá)到1 m以上，水位 36.00 m附近出現(xiàn)負(fù)流量。

表1 三口各控制站實(shí)測流量統(tǒng)計(jì)

表2 三口控制站日徑流量

圖5 彌陀寺(二)站水位流量關(guān)系

圖6 藕池(管)站水位流量關(guān)系

圖7 藕池(康三)站水位流量關(guān)系

太平口及藕池口口門段干支流落差沿時(shí)程變化，藕池(康三)至三岔河段在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)正負(fù)落差相差 2.62 m；新廠至藕池(管)段同步最小落差接近0，兩站距離約21 km，長江干流部分未觀測到逆流，虎渡河、藕池河靠近長江分流口門的局部河段水位出現(xiàn)負(fù)落差及倒比降。

太平口口門段7月4～6日出現(xiàn)明顯的倒比降(見圖8)，藕池口口門段7月4～7日出現(xiàn)明顯的倒比降(見圖9)，統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)，藕池口口門段及虎渡河口門段出現(xiàn)倒比降，與藕池口進(jìn)口控制站及虎渡河進(jìn)口站流量觀測出現(xiàn)負(fù)值的時(shí)間基本同步。

圖8 太平口口門上游陳家灣站、太平口站及進(jìn)口控制站水位過程線

圖9 藕池口口門上游新廠及進(jìn)口控制站水位過程線

4 結(jié) 語

本文基于2015年“東方之星”客輪翻沉事件搶險(xiǎn)中三峽水庫應(yīng)急調(diào)度以及“長江2017年第1號(hào)洪水”，根據(jù)監(jiān)測的水文數(shù)據(jù)，重點(diǎn)分析了荊江河段的特殊水情。主要結(jié)論如下。

(1)應(yīng)急監(jiān)測到的水文數(shù)據(jù)為一線救援工作提供了有力的技術(shù)支撐，發(fā)揮了重要作用；

(2)特殊水情影響了測站的水流特性和區(qū)間的水量交換規(guī)律，水位流量關(guān)系曲線異常；

(3)由于氣候變化、三峽水庫應(yīng)急調(diào)度、生態(tài)調(diào)度以及洞庭湖頂托等，荊江河段特殊水情有可能還會(huì)發(fā)生，提前做好應(yīng)急監(jiān)測方案至關(guān)重要。

根據(jù)2015年及2017年荊江河段出現(xiàn)特殊水情時(shí)的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)對(duì)特殊水情，工作人員應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

(1)及時(shí)掌握水情變化情況，收集上下游水情信息以及三峽水庫及上游水庫的調(diào)度方案；

(2)根據(jù)測站實(shí)測水位流量、水位漲落及轉(zhuǎn)折布置流量測次，以控制水位-流量關(guān)系的變化過程；

(3)開展水文應(yīng)急監(jiān)測，提供多要素水文實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。水文應(yīng)急監(jiān)測全過程按“三環(huán)節(jié)”進(jìn)行質(zhì)量管理，即事先技術(shù)指導(dǎo)、中間對(duì)測量資料進(jìn)行分析、檢查和測量成果的專家會(huì)商發(fā)布[7]。