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长江上游洪水与汉江洪水遭遇规律研究

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第43卷第1期 2 0 1 2年1月 文章编号:1001—4179(2012)Ol一0048—04 人 民 长 江 Yangtze River V01.43.N0.1 Jan., 2012 长江上游洪水与汉江洪水遭遇规律研究 戴明龙 ,叶莉莉 ,刘圆圆 (1.长江水利委员会水文局,湖北武汉430010; 2.水利部水文局,北京100053) 摘要:长江干流与支流洪水互相遭遇容易形成长江流域特大洪水,为进一步优化三峡工程调度方案,充分发挥 其巨大的防洪效益,从遭遇次数、遭遇时间、遭遇程度以及洪峰、洪量等角度,采用水文学分析法,重点研究了 长江上游与汉江不同量级的洪水遭遇规律。研究表明,长江上游与汉江的中小量级的洪水遭遇频繁,遭遇时 间主要发生在7,8,9三个月,洪水遭遇时各自的洪峰,最大7 d和15 d洪水过程无明显相应关系,遭遇后洪水 过程重叠程度较高。 关键词:洪水遭遇;三峡工程;汉江;长江上游 中图法分类号:TV122 文献标志码:A 1 研究背景 一分期明显是汉江洪水最显著的洪水特性,且夏、秋季洪 水区域分布差异明显 。 长江上游与汉江洪水遭遇后,将会对武汉市防洪 产生不利影响。另外,汉江洪水的顶托作用,也会使长 江干流螺山一汉口河段的防洪形势更加严峻。因此, 本文将重点研究长江上游与汉江洪水的遭遇规律,为 进一步优化三峡调度方案提供背景材料和研究基础. .般情况下,长江中下游洪水与上游洪水相互错 开,因此不至于发生灾害性的大洪水。但是,如遇气候 出现异常,上下游雨季发生重叠,会造成上下游、南北 岸各河流洪水在干流遭遇重叠,形成灾害性的特大洪 水 。三峡工程目前已经建成,为充分发挥其巨大的 防洪效益,使长江干流与中下游各支流洪水能够错峰 调节,减轻中下游的防洪压力,有必要研究长江上游洪 水与中游各较大支流洪水的遭遇情况。 长江上游流域面积约100万km ,分布有川西暴 雨区和大巴山暴雨区,暴雨频繁,岷江、嘉陵江分别流 经这两个暴雨区,暴雨走向大多和干流流向比较一致, 使岷、沱江和嘉陵江洪水常常相互遭遇,易形成寸滩、 2洪水遭遇分析 以往在研究洪水遭遇时,常常仅研究年最大洪水 的遭遇规律。鉴于长江上游与汉江洪水遭遇的复杂 性,本文利用尽可能长的资料系列,在洪水选样时不拘 泥于量级的,详尽地统计了长江j二游与汉江不同 量级洪水的峰、量、过程遭遇情形。 本文以长江上游干流控制站宜昌站和汉江干流控 宜昌等站峰高量大的洪水,且一次洪水过程历时较长, 短则7~10 d,长可达1月以上 。 制站皇庄站1951~2008年的实测流量资料(对于受 峡与丹江口水库影响的资料进行了还原)为研究基 础,主要采用水文学分析法。选样时将宜昌、皇庄的洪 水演进至汉口,若两江洪水过程的洪峰(Q 用最大H 平均流量代替)同日出现,即为洪峰遭遇;若最大7 d 汉江是长江中游最大的支流,流域内各地均可出 现暴雨,暴雨最多的地方是米仓山、大巴山一带,其次 是伏牛山西南坡、堵河上游及汉江下游。暴雨多发生 于7,8,9三个月,个别年份推迟至10月,具有显著的 夏秋季暴雨分期特点。与暴雨分期相应,夏、秋季洪水 收稿日期:201l一08—30 过程(W )或最大15 d过程( )超过l/2时间重 基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2008BAB29B09—3) 作者简介:戴明龙,男,工程师,硕士,主要从事水文水资源研究。E—mail:daiminglong@163.coin 第1期 戴明龙,等:长江上游洪水与汉江洪水遭遇规律研究 49 叠,即为洪水过程遭遇。 系列,W 分布同q 一样,无明显相应关系。系列 中,宜昌站最大值为385.3亿m (发生于1954年),最 小值为120.1亿m (发生于2003年);皇庄站最大值 为112.4亿m (发生于1983年),最小值为6.5亿m (发生于1995年)。 2.1 遭遇次数 在1951—2008年的资料系列中,宜昌、皇庄站年 最大洪水过程遭遇次数较少,仅有14次;但不同量级 的洪水过程共遭遇了87次,平均每年遭遇1.5次,两 江洪水遭遇较频繁;遭遇次数最多的是1998年,全年 共有4次;全年没有遭遇的只有8 a,占总统计年份的 13.8%。 宜昌、皇庄站年最大 多年均值分别为262.9, 分为5个量级,并分 45.8亿m 。将两站遭遇时的 别统计各个量级的洪水发生次数,结果见表2。宜昌 在87次遭遇洪水过程中,两江洪水过程的洪峰遭 站以200~250亿m 为最多,达25次,占总次数的 遇了12次,占13.4%;过程遭遇以7 d洪量遭遇为主, 一共遭遇了79次,占90.8%;15 d洪量遭遇了46次, 占52.9%;7,15 d均遭遇的发生了38次,7 d遭遇而 15 d未遭遇的有41次。 2.2 遭遇时间 两站洪水遭遇主要发生7,8,9三个月,其中7月 份遭遇的次数最多,为36次;5月份遭遇的次数最少, 仅有2次。 2.3洪峰流量遭遇 从宜昌、皇庄两站各次遭遇洪水的洪峰流量来看, 两站的Q 分布无明显相应关系。宜昌站发生较大洪 水时,既可能遭遇皇庄的大洪水,也可能遭遇皇庄的中 小洪水,反之亦然。系列中,宜昌站最大值为69 500 m /s(发生在1981年),最小值为21 600 m /s(发生在 1985年);皇庄站最大值为26 600 m /s(发生在1960 年),最小值为1 280 m /s(发生在1999年)。 宜昌、皇庄站Q 多年均值分别为49 700,10 600 m /s。将两站遭遇时的q 分为5个量级,并分别统计 各个量级的次数,结果见表1。宜昌站以40 000~ 50 000 m /s为最多,达33次,占总次数的37.9%。大 于60 000 ITI /s的较少,仅有4次;皇庄站以小于5 000 m /s为最多,达29次,占总次数的33.3%。大于 20 000 m /s的较少,仅有3次。 表1 宜昌皇庄遭遇时q 分布 在58 a系列中,未发生宜昌q 大于60 000 m /s 与皇庄Q 大于20 000 m /s洪水的恶劣遭遇情况。 2.4最大7 d洪量遭遇 统计了宜昌、皇庄两站的各次遭遇洪水过程的 31.6%。大于300亿In 有9次,占总次数的I 1.4%; 皇庄站以25~5O亿m 为最多,达31次,占总次数的 39.2%。大于100亿nl 仅有1次,占总次数的1.3%。 表2宜昌皇庄遭遇时 分布 在58 a中,未发生宜昌 大于300亿In。与皇庄 大于100亿In 洪水的恶劣遭遇情形。 2.5最大15 d洪量遭遇 统计了宜昌站与皇庄站的各遭遇洪水过程的 系列, 。 分布同q 、W7 一样,无明显相应关系。宜 昌站最大值为785.1亿m。(发生于1954年),最小值 为231.3亿In (发生于1985年);皇庄站最大值为 143.3亿m (发生于1954年),最小值为13.6亿m (发生于1966年)。 宜昌、皇庄站年最大IIl 多年均值分别为499.6 亿,73.6亿nl 。将两站遭遇时的 分为5个量级, 并分别统计各个量级的洪水发生次数,结果见表3。 宜昌站以400亿~500亿In 为最多,达15次,占总次 数的32.6%。大于600亿In 仅有1次,占总次数的 2.2%;皇庄站以小于50亿In 为最多,达18次,占总 次数的39.1%。大于125亿m 有5次,占总次数的 10.9%。 在58 a中,仅在1954年发生过一次宜昌 大 于600亿nl 与皇庄 。 大于125亿nl 洪水的恶劣遭 遇情形。 2.6 遭遇程度 当宜昌、皇庄站最大7 d洪水过程发生遭遇时,情 形比较恶劣。两站洪水过程重叠5,6 d的分别达到 50 27,26次,7 d完全重叠的也有l6次,见表4。 表3宜昌皇庄遭遇时 分布 表4宜昌皇庄7 d洪水遭遇时重叠天数统计 秀叠 次数/ 百分比/ 重叠 次数/ 百分比/ 天数/d 次 % 天数/d 次 % 7 l6 20 3 5 27 34.2 6 26 32.9 4 1O 12.7 当宜昌、皇 站最大15 d洪水过程发生遭遇时, 两站洪水过程重叠14 d的出现次数最多,达到13次, 15 d完全重叠的只有4次,见表5。 表5宜昌皇庄15 d洪水遭遇时重叠天数统计 重叠 次数/ 百分比/ 重叠 次数/ 百分it/ 天数/d 次 % 天数/d 次 % l5 4 8.7 1】 6 l3.O l4 l3 28.3 10 5 l0.9 l 3 5 l0.9 9 4 8.7 12 9 19.6 8 0 O 可以看出,长江上游与汉江洪水遭遇时,重叠程度 较高,洪峰、洪量都会有不同程度的叠加,洪水灾害会 更加严重,应该予以重视。 3典型洪水分析 以下从宜昌Q 最大、皇庄Q 最大以及两站Q 最 大3个角度,分析长江上游与汉江的3种典型洪水遭 遇情形。 3.1 长江大洪水与汉江一般洪水遭遇典型 两江洪水遭遇时,宜昌Q 系列中最大值发生在 1981年,为长江年最大洪水遭遇汉江年第三大洪水, 见图1。1981年7月,成都平原和四川腹地的岷江、沱 江、嘉陵江上下游同时发生暴雨,造成了特大洪水灾 害 。上游洪水遭遇严重,导致宜昌站7月19日Q 为 69 500 m /s(在1951~2008年Q 系列中排第1位), ,为334.8亿m ,W 为558.3亿m。;而汉江流域同 期并未发生大暴雨,皇庄站仅为一般洪水,7月21日 Q 为3 140 m /s,W7d为l5.3亿m ,W 为26.6亿m 。 两站洪水传播到汉口站后,Q 遭遇, 重叠了6 d, . 重叠了10 d,遭遇后汉口站7月23日出现洪峰,Q 为52 800 m /s。 图1 1981年宜昌、星庄遁遇洪水过程 3.2 汉江大洪水与长江一般洪水遭遇典型 两江洪水遭遇时,皇庄Q 系列中最大值发 1960年,为汉江年最大洪水遭遇长江年第三大洪水, 见图2。1960年入夏以来,汉江多次发生大暴雨。皇应 站9月8 Lt Q 为26 600 m /s(在1951~2008年 系 列中排第3位), . 为107.6亿ITI , .为128.8亿 m ;宜昌站为常遇洪水,9月9日Q 为37 200 I1"1 /s, 。,为194.7亿m , 为389.9亿m 。两站洪水传播 到汉口站后,Q 未遭遇, 重叠了4 d, 重叠_r 1 1 d,汉121站9月14日出现洪峰,Q 仅有36 300 1TI‘/s 图2 1960年宜昌、呈庄遭遇洪水过程 3.3 两江大洪水遭遇典型 两江洪水最恶劣遭遇发生在1954年,为长江年最 大洪水遭遇汉江年最大洪水,见图3。1954年洪水为 典型的长江流域全面遭遇洪水,该年7 J]下旬至8』J, 宜昌站洪水过程既与沙市一螺山区问洪水遭遇,义 j 汉江洪水遭遇。宜昌站的洪水主要来自金沙 和f-々 江,其次是嘉陵江。8月上旬的最大一次暴雨发牛 嘉陵江、汉江,并逐步向东北方向移动,导致汉 发 洪水,江汉并溢 。宜昌站8月6日 为66 I()0 第1期 戴明龙,等:长江上游洪水与汉江洪水遭遇规律研究 5l in /s(在1951~2008年Q 系列中排第3位), 为 级的洪水遭遇频繁,遭遇时间主要发生在7,8,9三月。 发生洪水遭遇时,两站的Q 、W7 、W 无明显相应关 系,不同量级的洪水均可能遭遇。遭遇后,最大7,15 d 385.3亿in ,W 为785.1亿in ,皇庄站8月10日Q 为17 200 in /s(在1951~2008年Q 系列中排第30 位 ),W7d为94.4亿m。,W。 d为143.3亿in 。两站洪 水传播到汉口站后,Q 未遭遇, , 重叠了6 d,W。 重 叠了9 d,汉口站8月14日出现洪峰,Q 为75 900 ni /s,8月18日出现29.73 m历史最高水位。干支流 洪水多次遭遇、叠加组合成抛物线形式、历时长久的庞 大洪水过程,造成长江中下游干支流防汛形势异常严 峻的局面。 过程重叠程度较高,峰量均会叠加,不利于武汉河段的 防洪,也会使上游的螺山一汉口河段的防洪形势更加 严峻。 随着三峡工程的运行和丹江口水库大坝加高的实 施,当长江上游与汉江大洪水遭遇,发生1954,1960, 1981年型洪水时,三峡和丹江口水库可以发挥错峰滞 洪作用,减轻中下游的洪涝灾害,因此长江上游与汉江 的洪水遭遇天然规律将会有所改变,两者受工程影响 后的遭遇问题有待于今后更深一步的研究和探讨。 参考文献: [1] 长江水利委员会.长江流域水旱灾害[M].北京:中国水利水电出 版社.2002. 3 4 5 6 7 [2] 长江水利委员会.长江流域防洪规划水文分析报告[R].武汉:长 江水利委 会。2003. 荣风聪,徐德龙.丹江口水利枢纽对汉江中下游防洪影响分析 [J].人民长江,1998,29(3):14—15. 长江水利委员会.长江流域防洪规划简要报告[R].武汉:长江水 利委员会,2003. 图3 1954年宜昌、呈庄逼遇洪水过程 长江水利委员会水文局1998年长江洪水及水文监测预报[M]. 北京:中国水利水电出版社,2000. 4结论 本文从遭遇次数、遭遇时间、遭遇程度以及洪峰、 洪量等角度,详细分析了长江上游与汉江的不同量级 的洪水遭遇规律。虽然历史上长江与汉江特大洪水严 重遭遇的情况并不多 ,但长江上游与汉江的中小量 陈瑜彬,杨文发,冯宝飞.2008年10月长江上游秋季异常洪水分 析[J].人民长江,2011,42(16):l5—17. 骆承政,乐嘉祥.中国大洪水灾害性洪水要述[M].北京:中国书 店,1996. (编辑:李慧) Study on encounter rules of lfoods from Hanjiang River and upper Yangtze River DAI Minglong ,YE Lily ,LIU Yuanyuan (1.Hydrology Bureau,Changifang Water Resources Commission,Wuhan 430010,China;2.Hydrology Bureau,Ministry of Water Resources,Be ng 100053,China) Abstract: In the Yangtze River,the encounter of loodsf from its main stream and branches easily forms big flood.To optimize the operation scheme of TGP and make the best use of its huge flood—control capacity,the encounter rules of floods of different magnitudes from Hanjiang River and upper Yangtze River are studied by the means of hydrological method,from the aspects of encounter frequency,encounter time,encounter magnitude and peak discharge,flood volume.Mid—small flood from upper Yan— gtze River and Hanjiang River encounters frequently,mainly in July,August and September.The magnitude of flood peak,the maximum flood process of 7 d and 1 5 d have no obvious corresponding relation,and flood process overlaps greatly when floods en— counter. Key words: flood encounter;TGP;Hanjiang River;upper Yangtze River 

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