長江九江段洪水的河流影響因素分析

朱漢華

摘要：江西省九江市歷來多受水患侵擾。為探求該地區(qū)洪水影響的河流因素，通過對比分析近年來九江水文站超警戒水位的洪水，在水文層面就洪水的特殊性展開剖析，揭示出長江上游干支流來水、鄱陽湖倒灌、下游大潮上溯等因素對該地區(qū)洪水的影響程度。關(guān)注這些河流因素的變化過程，可為該地區(qū)河段洪水預(yù)報提供借鑒，以提高該地區(qū)洪災(zāi)防御能力，保護好地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)成果和人民生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：洪水;河流因素;洪水預(yù)報;防汛;長江九江段

中圖法分類號：TV82

文獻標志碼：A

DOI：10. 15974/j .cnki.slsdkb.2019.08.003

1 問題的提出

長江流域洪水以暴雨洪水為主，其中，中下游平原地區(qū)洪災(zāi)尤為嚴重。長江中下游干流具有比較穩(wěn)定的巨大河槽，有利于大量洪水的宣泄，沿江眾多湖泊，對洪水起到天然的調(diào)節(jié)作用。長江中下游的地質(zhì)構(gòu)造和水系特點決定了該區(qū)域洪水多發(fā)。近年來，厄爾尼諾現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，導(dǎo)致了該區(qū)域洪水發(fā)生幾率加大，防洪情勢日趨嚴峻[1]。

作為長江中下游分界區(qū)域，長江九江段支流龐雜、湖泊眾多，水系發(fā)育充分，且自然地理條件多樣，大地構(gòu)造較為復(fù)雜，故洪水頻發(fā)給地區(qū)防汛工作帶來一定困難。其防汛工作的難點主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）九江地區(qū)內(nèi)湖眾多，僅市區(qū)范圍就有八里湖、賽湖及諸多水道，轄下縣市更是內(nèi)湖龐雜，汛期排水壓力大。部分湖泊僅依靠與長江的水位差排水預(yù)留庫容，在長江水位超過內(nèi)湖時，防汛壓力陡增。

（2）九江地區(qū)江堤遍布市區(qū)及下轄沿江各縣市，堤壩等級多樣、岸線冗長。堤防在洪水浸泡后出險系數(shù)增大，給地區(qū)防汛工作帶來巨大風(fēng)險。

（3）難以掌控防汛物資及人員投入預(yù)算，要求對洪水的持續(xù)時間、強度具有精準的把控能力。

因此，研究長江九江段洪水特性很有必要，應(yīng)特別關(guān)注洪水大小及持續(xù)時間。分析該區(qū)域洪水的主要影響因素，以指導(dǎo)地區(qū)防汛工作。本文將基于長江九江段九江水文站典型年洪水，分析影響該區(qū)域洪水的主要影響因素。

2 九江站概況

2.1 測站

九江水文站位于長江中下游重要港口城市九江市，地處長江中游干流河段。右岸為江西省九江市，左岸為湖北省黃岡市黃梅縣小池鎮(zhèn)。作為九江地區(qū)在長江干流上的水文站，其所監(jiān)測的水文要素可為地區(qū)防汛提供重要的參考作用。

該站隸屬長江水利委員會水文局，控制集水面積1 523 041 km2，主要控制鄱陽湖人匯長江前的長江干流水文要素變化情況。測驗河段上、下游均較順直，左岸堤邊有淺灘，右岸為石砌護岸防洪墻。下游9 km處張家洲橫亙江心，河床大部分為沙土組成（測站地理位置詳見圖1）。測站負責(zé)長江干流防汛測報，承擔(dān)轄區(qū)內(nèi)河道、水雨情基本水文資料收集及水文測驗等任務(wù)。

2.2 上下游水文站網(wǎng)

九江站上游220 km處有漢口水文站，位于長江中游干流，漢口至九江區(qū)間分布著府澴河、灄水、倒水、舉水、巴水、浠水、蘄水、富水等支流水系，一般諸支流合成流量不足2 000m3/s，對干流洪水影響不大;下游30 km處鄱陽湖湖口水道有湖口水文站控制鄱陽湖人匯長江，在鄱陽湖頂托長江或倒灌期間，對長江洪水有一定影響;下游約210 km處有大通水文站，位于長江下游干流，該站流量偏小時受潮汐影響較大。

漢口站位于湖北省武漢市，主要控制漢江人匯長江后長江干流的水量及各項基本水情;湖口站位于江西省湖口縣，為鄱陽湖人匯長江的控制站;大通站位于安徽省池州市，主要控制長江流人潮區(qū)水量及各項基本水情。

3 典型年洪水實例

3.1 洪水概況

2016-2017年，在長江九江段連續(xù)發(fā)生超警戒水位的洪水具有一定代表性，分析這2a的洪水，可了解該地區(qū)洪水特性及影響洪水的諸多因素。2016-2017年九江站的洪水比照見表1。洪峰出現(xiàn)時間及年徑流總量均相近，洪水基本集中在6月中下旬到8月中下旬期間，與九江地區(qū)主汛期相符。超警戒水位持續(xù)時間較長，地區(qū)防汛工作投入了大量的人力物力。

3.2 年際水位過程對照分析

水位是防汛指揮和防洪決策必不可少的依據(jù)，分析水位的時程變化以對水位進行準確把控十分重要。以九江水文站中、低水水位分界值14.00 m（見表2）為限，結(jié)合水位資料，找出洪水退水的時間節(jié)點，通過中、高水位的持續(xù)時間，對洪水演變做對照分析。根據(jù)2016年、2017年九江站日平均水位過程線（見圖2），分析兩次洪水退水的時程變化特性。由圖2可知，2016年年最高洪水位較2017年高出0.45 m，但退水卻比后者迅速，由最高水位退至中水以下，2016年耗時60d，而2017年則約80 d。

3.3 上下游洪水對比分析

研究測站及上下游水文站水文要素沿程變化情況，可了解區(qū)間洪水變化的影響因素。在長江干流上的漢口、九江、大通3站年流量過程線基本趨勢一致，并向下游流量逐漸增大，表明上游來水是影響長江干流洪水的主要因素（見圖3）。然而也有特殊水情出現(xiàn)：

（1） 2016年7月上旬九江流量出現(xiàn)異常，徒增20 000 m3/S，遠大于漢口站流量，甚至大于大通站流量。

（2）2017年10月上游洪水向下游傳播過程中遇到阻力，漢口站洪峰流量出現(xiàn)在10月9日，九江站延遲到10月16日，大通站延遲到10月22日。

（3）通過對比可知，2016年7月、2017年10月湖口倒灌期間，九江站流量較正常水平偏大。

4 洪水的河流因素及其影響

4.1 河流因素分析

一般情況，因區(qū)間匯流作用，同一河流中下游站較上游站流量大。但在特殊情況下會有反常。造成這種現(xiàn)象的因素便是防汛工作中需關(guān)注的重點。

4.1.1 上游干流來水影響

九江站洪水主要決定因素是上游干流洪水，故其洪水過程與漢口站洪水過程大體一致。近年來以三峽水庫為代表的長江上游水庫群綜合調(diào)度，實現(xiàn)了流域上下游協(xié)調(diào)、干支流兼顧、保障流域防洪安全的目的。一般情況下，上游水庫群汛期前留足防洪庫容，防洪和水量調(diào)度服從有調(diào)度權(quán)限的防汛抗旱指揮機構(gòu)的統(tǒng)一調(diào)度。水庫群聯(lián)合調(diào)度減輕了長江中下游防汛壓力，極大減少了洪災(zāi)損失。2016年6月30日至7月23日，長江上游干支流水庫群共攔蓄洪水168億m3，加上中游清江梯級和洞庭湖水系水庫合計攔蓄的57億m3，有效降低了中下游河段水位0.4-0.2m[2]。故上游洪水在水庫群聯(lián)合調(diào)度下可以得到有效控制。

4.1.2 上游支流來水影響

一般情況下，九江站流量僅稍大于漢口站，在上游干流來水占絕對主導(dǎo)因素的條件下，兩站流量相關(guān)性較好，兩站2016年逐日流量相關(guān)曲線見圖4。

由圖4可見，圖中有個別點據(jù)偏差較大，即2016年7月2日前后，九江站實測流量較漢口站大近20 000m3/s，極其反常。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，這部分流量來源于鄂東北諸支流匯集長江。長江漢口至九江區(qū)間集水面積3.5萬km2，分布著府灄河、灄水、倒水、舉水、巴水、浠水、蘄水、富水等支流水系，統(tǒng)稱為鄂東北諸支流[3]。2016年7月2日前后鄂東北諸支流逐日08：00水情見表3，部分站點歷年7月2日08：00流量對照見表4。

表3數(shù)據(jù)顯示，7月2日前后，鄂東北諸支流全線超警戒水位，來水迅猛，對干流洪水影響較大。根據(jù)表4數(shù)據(jù)可見，2016年鄂東北諸支流合成流量異于其他年份，人匯干流洪水激增。在這種情況下，支流來水與上游干流來水相比，所占比重較大，對當年長江二號洪水在中下游的形成有一定促進作用。

4.1.3 其他影響因素

（1）鄱陽湖頂托、倒灌影響。由于鄱陽湖對長江干流的頂托、倒灌關(guān)系錯綜復(fù)雜，2016年7月、2017年10月湖口站出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象，導(dǎo)致九江站流量較正常水平偏大，水位一流量關(guān)系曲線向右平移，這是影響九江地區(qū)洪水下泄的因素之一。關(guān)注鄱陽湖區(qū)出口水情變化及上游五水（饒、信、撫、贛、修）水情，有利于九江地區(qū)防汛工作的開展。

（2）潮流影響。2017年7月與10月兩場洪水中（見表5），7月洪水傳播正常。一般認為洪水由漢口傳播至九江約需ld，而再傳播至大通約需2d。而2017年10月上游洪水向下游傳播過程受阻。

這是因為10月洪水向下游傳播正值農(nóng)歷八月天文大潮期間，受大潮上溯影響，大通站流量有波動現(xiàn)象，洪水下泄受阻，九江站也受其影響，流量也相應(yīng)減小，與漢口站流量過程不一致。

一般認為，長江的感潮河段高水時到達蕪湖，低水時可達安慶[4]。位于長江中、下游交界處的九江站雖不感潮，但在天文大潮的影響下，大通站流量受潮流影響，對上游洪水的下泄有一定的阻擋作用，導(dǎo)致九江地區(qū)洪水水位下降趨緩。

4.2 洪水比照分析

前文提到九江站2016年洪峰過境后退水較2017年迅速，結(jié)合九江地區(qū)洪水所受河流因素的影響，可總結(jié)出以下原因：

（1） 2017年在7月出現(xiàn)一次大洪水后，于10月又出現(xiàn)一次洪水過程，導(dǎo)致水位出現(xiàn)回升再轉(zhuǎn)落的過程，這是上游干流來水所致。

（2）2016年7月洪水受支流匯集洪水的影響，而支流后繼匯流影響偏弱，故洪水下泄相應(yīng)更快，水位下降也更快。

（3）在鄱陽湖頂托、倒灌期間，九江站洪水下泄受湖區(qū)來水影響，頂托時水位下降趨緩、倒灌時水位下降加快。但此段時間過后，洪水下泄趨于正常，與上下游趨于一致。

（4）在潮水上溯期間，因下游洪水下泄變緩，九江站亦受其阻水影響，洪水下泄相應(yīng)趨緩，水位下降趨緩。2017年10月九江洪水消退緩慢，較正常情況遲緩4-5 d，便是受下游大潮阻水所致。

5 結(jié)語

一個地區(qū)洪水的發(fā)生往往是由多種因素引起的。要做好防汛工作，就要綜合各種因素進行河段洪水預(yù)報，以便提供更為科學(xué)的數(shù)據(jù)，為地區(qū)防汛提供服務(wù)，為安全度汛提供有力保障。造成河段中洪水波變形的內(nèi)因是洪水波本身的水力特性;外因是河段特性、底水、區(qū)間人流、引水或分洪、河段下游有回水或潮波頂托等[5]。由于九江地區(qū)地理環(huán)境復(fù)雜，防汛過程中除考慮區(qū)域暴雨洪水外，還要綜合考量上游干支流來水，鄱陽湖區(qū)來水，甚至下游地區(qū)潮流阻水等多方面的河道因素對洪水的影響程度，才能科學(xué)地做好防汛預(yù)案。

參考文獻：

[1]許有鵬，于瑞宏，馬宗偉.長江中下游洪水災(zāi)害成因及洪水特征模擬分析[J].長江流域資源與環(huán)境，2005，14（5）：638-643.

[2]金興平.長江上游水庫群2016年洪水聯(lián)合防洪調(diào)度研究[J].人民長江，2017，48（4）：22-26.

[3]鄒紅梅，李世強，陳瑜彬.長江漢口水位受鄂東北及漢江來水影響分析[J].人民長江，2011，42（6）：83-86.

[4] 黃蘭心.近40年來長江下游干流洪水位變化及原因初探[J].湖泊科學(xué)，1996，11（2）：99-104.

[5]包為民.水文預(yù)報（第4版）[M].北京：中國水利水電出版社，2009.