長(zhǎng)江中游武漢河段2020年特大暴雨洪水特性分析

王佳妮 羅倩

摘要：2020年7月長(zhǎng)江中下游發(fā)生流域性特大洪水，長(zhǎng)江中游干流河段高水位持續(xù)居高不下?；跐h口水文站暴雨洪水資料，對(duì)此次暴雨強(qiáng)度、洪水特性等進(jìn)行了全面分析，并與典型年1998年和2016年大洪水進(jìn)行了多方面比較，對(duì)此次特大洪水特點(diǎn)進(jìn)行了分析總結(jié)。結(jié)果表明：2020年梅雨期降水總量大，降雨歷時(shí)長(zhǎng);2020年洪水峰高量大;2020年漢口站洪峰比1998年和2016年同流量的水位偏高，洪峰水位落差相比1998年和2016年要低。研究結(jié)果可為后期水文測(cè)報(bào)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：暴雨洪水;洪水特性;洪水過(guò)程分析;漢口水文站;武漢河段;長(zhǎng)江中游

中圖法分類號(hào)：TV122.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.05.001

文章編號(hào)：1006 - 0081（2021）05 - 0001 - 05

1 概 述

2020年入汛以來(lái)長(zhǎng)江流域出現(xiàn)了大范圍持續(xù)性強(qiáng)降雨，遭遇惡劣暴雨洪水襲擊，從7月2日起，長(zhǎng)江干流在上游相繼形成5次編號(hào)洪水。三峽水庫(kù)出現(xiàn)自2003年建庫(kù)以來(lái)最大入庫(kù)洪水，洪峰流量75 000 m3/s。長(zhǎng)江中游干流發(fā)生特大洪水，河段高水位持續(xù)居高不下，多數(shù)控制站點(diǎn)超警。為對(duì)此次暴雨洪水進(jìn)行全面分析，選取了代表控制站和不同典型年。

（1）控制站選取。長(zhǎng)江干流武漢河段內(nèi)主要控制站為漢口（武漢關(guān)）站，該站始建于1865年，位于湖北省武漢市武漢關(guān)，為長(zhǎng)江中游干流漢江入?yún)R長(zhǎng)江后的第一個(gè)國(guó)家重要控制站（位置示意見(jiàn)圖1）。本文將以漢口站為代表站，對(duì)此次暴雨洪水進(jìn)行全面分析，并與歷史典型洪水特征進(jìn)行比較，研究結(jié)果具有實(shí)質(zhì)性意義。

（2）典型年選取。自1949年新中國(guó)成立以來(lái)，武漢河段歷史典型特大洪水年按洪峰水位排序?yàn)?954年、1998年、1983年和2016年，由于1954年與1983年距今年代較久遠(yuǎn)，從水文資料一致性與代表性考慮，本文選取1998年與2016年作為典型年進(jìn)行洪水特征分析比較[1-2]。

2 暴雨特性

2.1 降雨量與降雨過(guò)程

2020年流域內(nèi)汛期降雨異常偏多，降雨過(guò)程主要集中在6～7月，據(jù)漢口水文站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，自6月1日至7月31日，漢口站累計(jì)降雨量達(dá)962 mm，是歷史同期均值（1950～2020年，386 mm）的2.5倍，6～7月梅雨總量遠(yuǎn)超常年，居歷史第一位。而汛前1～5月降雨量卻不大，與同期多年平均值相當(dāng)，略小于2016年[3]，遠(yuǎn)小于1998年。各典型年降雨量特征值統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

2020年6～7月期間流域內(nèi)漢口站降雨天數(shù)39 d，為自1950年以來(lái)梅雨期降雨天數(shù)之最，其中明顯降雨過(guò)程共4次：第一階段，6月9～14日，為小到中雨;第二階段6月16～23日，降雨過(guò)程連續(xù)但雨強(qiáng)不大;第三階段6月26日至7月8日發(fā)生持續(xù)性高強(qiáng)度暴雨，尤其7月4日雨勢(shì)加強(qiáng)，漢口站發(fā)生最大1 d（112 mm），最大3 d（237 mm）降雨，在此期間漢口站控制斷面形成了超警水位的洪水過(guò)程;第四階段7月11～26日，從時(shí)間上看降雨不持續(xù)，從降雨強(qiáng)度上看，主要于7月18日發(fā)生一次強(qiáng)降雨，單日降雨量107.5 mm，其他為小強(qiáng)度降雨過(guò)程。

2.2 降雨特性分析

漢口水文站最大1～15 d雨量歷史排位如表2所示，可以看出在本次暴雨洪水期間，漢口站最大1，3 d降雨量在歷史上并不算大，排位較為靠后，最大7 d、最大15 d降雨量分別排歷史第5位，第4位，但仍小于1998年和2016年[4-6]。

2020年與近期大洪水年2016年和1998年的梅雨期逐日降水過(guò)程對(duì)比見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，2020年逐日降雨量強(qiáng)度明顯小于2016與1998年，且高強(qiáng)度降雨時(shí)間相對(duì)并不集中。因此2020年的暴雨具有梅雨期降雨總量大，降雨天數(shù)長(zhǎng)，但短歷時(shí)降雨強(qiáng)度相對(duì)不高，強(qiáng)降雨過(guò)程在時(shí)間上具有較均勻分散等特點(diǎn)。

3 洪水特性

3.1 洪水過(guò)程分析

3.1.1 洪水過(guò)程

2020年7～8月受區(qū)間降雨及上游編號(hào)洪水演進(jìn)影響，漢口站主洪期有3次明顯的洪峰過(guò)程。

（1）第一階段（2020年7月2～16日）， 7月2日10：00長(zhǎng)江2020年1號(hào)洪水在上游形成，洪水過(guò)程逐步向下游演進(jìn)，加上7月4日一輪高強(qiáng)度暴雨影響，漢口水文站水位快速上漲，于7月7日08：00達(dá)警戒水位27.3 m，相應(yīng)流量52 100 m3/s，7月10日洪峰進(jìn)入至漢口站，洪峰流量達(dá)56 800 m3/s。隨后此輪洪峰流量逐步減小，水位持續(xù)上漲，于7月12日23：00達(dá)到洪峰水位28.77 m，也是2020年最高洪水位，相應(yīng)流量56 200 m3/s，此時(shí)與上游螺山站水位落差為4.66 m。由于下游支流及鄱陽(yáng)湖頂托嚴(yán)重，漢口站此輪洪峰相比1998年和2016年同流量級(jí)水位分別偏高1.41，0.43 m。

（2）第二階段（2020年7月17～25日），此階段漢口站控制斷面水位有兩次漲落過(guò)程，漲落幅度不大。水位先由28.25 m漲至28.38 m后出現(xiàn)一個(gè)小幅回落，7月17日10：00長(zhǎng)江2020年2號(hào)洪水在上游形成，漢口站又于18日遭遇一輪高強(qiáng)度暴雨，流量急劇增大，水位也再次起漲，并于7月20日08：00達(dá)到高點(diǎn)28.66 m，相應(yīng)流量54 400 m3/s，隨后緩慢回落至28.34 m，此輪漢口站洪峰水位與螺山站水位落差為4.6 m，與第一輪洪水相當(dāng)，落差均偏小。

（3）第三階段（2020年7月26日至8月20日），此輪洪峰水位與流量峰值同時(shí)出現(xiàn)，漢口站水位于7月28日18：00漲至28.50 m，相應(yīng)流量為62 100 m3/s，該流量為2020年最大流量，隨后流量急劇減小。此輪漢口站洪峰與上游螺山站水位落差為5.15 m，明顯高于前兩次洪峰，說(shuō)明下游支流及鄱陽(yáng)湖頂托程度減小，流量已宣泄暢通，水位開(kāi)始逐步消退并于8月7日00：00退至警戒水位27.3 m以下，至此漢口站水位超警整整持續(xù)30 d。

在此期間長(zhǎng)江第3號(hào)、第4號(hào)、第5號(hào)洪水分別于7月26日、8月15日、8月17日在上游形成，但由于三峽水庫(kù)攔蓄削峰影響，加上梅雨期結(jié)束，區(qū)域降雨明顯減小，且洪峰水位比降加大，洪水下泄速度加快，因此雖然此輪洪水流量最大，但洪峰水位小于第一輪。

從整個(gè)洪水過(guò)程來(lái)看，本次洪水的主要特點(diǎn)是洪水水位高、高水歷時(shí)長(zhǎng)、水位消落慢，3次主要洪水過(guò)程中，前峰水位過(guò)程呈尖瘦型，洪峰流量小而水位高，后峰由多個(gè)復(fù)式洪峰疊加組成，流量大而水位峰型矮胖，水位呈回落趨勢(shì)。漢口站2020年洪水過(guò)程如圖3所示。

3.1.2 與典型年比較

將本次洪水過(guò)程與典型年1998年和2016年洪水過(guò)程[7-9]對(duì)比分析來(lái)看，本次洪水具有以下特征（見(jiàn)圖4，圖5）。

2020年洪水洪峰次數(shù)少于1998年（1998年自7月2日起長(zhǎng)江共出現(xiàn)8次大洪峰），多于2016年。而且，2020年洪水具有洪峰流量后鋒高于前鋒，而水位卻前鋒高于后峰的特點(diǎn)。1998年洪峰流量、水位均是后峰高于前鋒，2016年則是洪峰流量、水位均是前鋒高于后峰;2020年洪峰水位、流量均高于2016年而小于1998年，但水位漲速小于2016年。2020年1號(hào)洪水7月6～12日最大6 d漲幅1.61 m，而2016年7月1～7日6 d水位跳漲3.13 m至洪峰水位。2016年水位雖然漲勢(shì)快，同時(shí)消退的也快，尤其后峰歷時(shí)僅5 d便消退至警戒水位以下，而2020年與1998年洪水則均具有一段較長(zhǎng)時(shí)間高水位持續(xù)期，2020年自7月12日達(dá)洪峰水位后，至7月28日近16 d水位一直在28.29～28.77 m間居高不下，而1998年則在28.94～29.43 m超高水位間持續(xù)近30 d。

2020年洪水期高水位居高不下的主要原因之一是受下游支流及鄱陽(yáng)湖頂托影響嚴(yán)重。2020年漢口出現(xiàn)最高洪峰水位29.77 m時(shí)，上游螺山站與漢口站水位差4.66 m，較2016年兩站水位落差偏小0.28 m，較1998年兩站水位落差偏小0.83 m，由于水面比降偏小，河道宣泄不暢，導(dǎo)致水位被迫抬升。

3.2 特征值分析

2020年漢口站水位、流量特征值與典型年比較見(jiàn)表3。由表3可知，2020年最大洪峰流量為62 100 m3/s，大于2016年的57 200 m3/s，小于1998年的71 100 m3/s，最大洪峰流量出現(xiàn)時(shí)間晚于2016年，早于1998年。2020年最高水位28.77 m，排歷史第4位，重現(xiàn)期約為30 a一遇，高于2016年的28.37 m，低于1998年的29.43 m，且2020年與2016年最高水位相應(yīng)流量幾乎相當(dāng)。2020年超警戒水位時(shí)長(zhǎng)達(dá)30 d，長(zhǎng)于2016年的16 d，短于1998年的69 d，超警戒水位最高幅度1.47 m，高于2016年的1.07 m，低于1998年的2.13 m。

2020年漢口站洪量特征值與典型年比較見(jiàn)表4。由表4分析可得，2020年漢口各時(shí)段最大洪量明顯大于近17 a來(lái)洪量均值，偏大約22.8%～36.2%，最大60 d洪量在歷史上（1975～2020年）排位第4;與1998年相比則均明顯偏小，最大7，15，30 d和60 d洪量較1998年分別偏小56.3億m3、123.8億m3、297億m3、585億m3，與2016年相比，漢口站總?cè)肓髯畲? d、7 d洪量基本相當(dāng)，最大15 d洪量略偏大，而最大30 d、最大60 d洪量明顯偏大，較2016年相比分別偏大184億m3、438億m3。

注：歷史最大洪量統(tǒng)計(jì)年限為1975～2020年，均值統(tǒng)計(jì)年限為自三峽水庫(kù)2003年蓄水后至2020年。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)漢口水文站2020年雨量、水位、流量等資料的分析，得出2020年武漢河段特大暴雨洪水主要呈以下特性。

（1）2020年汛前降雨量不大，幾乎與多年平均持平，而梅雨期則具有降雨總量大、降雨歷時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)，降雨總量、天數(shù)均居歷史第一。相較于歷史典型大水年短歷時(shí)降雨強(qiáng)度不高，此次強(qiáng)降雨過(guò)程在時(shí)間上較分散。最大1 d降雨量歷史排名靠后，最大15 d降雨量排歷史第4，且均小于1998年和2016年。

（2）2020年洪水具有峰高量大、高水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。2020年洪峰水位高于2016年，低于1998年，排位歷史第4。洪峰流量與2016年持平，小于1998年;各時(shí)段洪量較1998年明顯偏小，最大30，60 d洪量較2016年明顯偏大;水位消落速度慢，高水持續(xù)時(shí)間大于2016年，小于1998年，但水位漲速不如2016年快。總體而言2020年洪水量級(jí)大于2016年小于1998年。

（3）由于受下游頂托影響嚴(yán)重，2020年漢口站洪峰相比1998年和2016年同流量級(jí)水位偏高，洪峰水位落差相比1998年和2016年要低。洪水過(guò)程具有洪峰流量后鋒高于前鋒，而水位卻前鋒高于后峰的特點(diǎn)。

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（編輯：李 晗）

Abstract：A basin-wide storm flood occurred in the middle and lower reaches of Yangtze River in July， 2020， the water level of Middle Yangtze River stayed high constantly. Based on the rainstorm flood data of Hankou hydrological station， the rainstorm intensity and the characteristics of floods were analyzed and compared with those of the typical historical heavy rainstorm floods in 1998 and 2016 and the characteristics of the catastrophic flood were analyzed and summarized. The results showed that the total amount of precipitation during the Meiyu period in 2020 was large， and the rainfall history is long and the flood peak was high and the flood volume was large.The flood peak water level of Hankou station in 2020 is higher than that of 1998 and 2016， and the drop of flood peak water level was lower than that of 1998 and 2016.The research results can provide a reference for the future hydrological forecasting work.

Keywords： storm and flood; flood characteristics; flood process analysis; Hankou hydrological station; Wuhan reach; middle Yangtze River