2010年长江暴雨洪水及三峡水库蓄泄影响分析

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1、2010 年长江暴雨洪水及三峡水库蓄泄影响分析 王俊1, 李键庸 1, 周新春 1 （1.长江水利委员会水文局，湖北武汉 430010） 摘要: 2010 年主汛期，长江流域暴雨过程频繁、降雨集中且强度大，流域内大 部分地区相继发生了严重的洪水，洪水发生的范围广，局部地区洪水量级大。 2010 年是否为继 1998 年后长江流域又一次出现流域性的大洪水？另外，三峡 水库7月出现建库以来最大入库流量70000m3/s，其间三峡水库实施了有效的 防洪拦蓄，三峡蓄泄对上游干游寸滩和中下游地区水文情势影响又如何？为了解 2010 年长江流域的暴雨洪水及三峡水库蓄泄水的影响等，分别从 2010 年长江

2、流域的暴雨、洪水、三峡水库对洪水的拦蓄、近年来汛末蓄水对重庆主城区泥沙 淤积及中下游水文情势影响等方面进行一定的阐述和分析。关键词: 2010 年; 长江; 暴雨洪水; 三峡水库; 蓄泄影响1 2010年长江暴雨洪水分析1.1暴雨分析（1）暴雨概况从多雨区的空间分布分析，2010年主汛期长江流域经历“二下二上”4个集 中性强降雨阶段，即前2个阶段多雨区位于中下游地区，后2个则位于长江上游 偏北和汉江中上游，各阶段降水强度多以大暴雨、局地大暴雨为主。具体为 6月中下旬（1624日）多雨区主要发生在长江中下游的两湖水系，最大降雨中 心出现在信江和抚河一带；7月815日期间主雨区略有北抬，多雨区主要

3、发 生长江中下游干流至两湖水系偏北地区一带，最大降雨中心位于长江下游干流区 间；7月1525日期间，主雨区西进北抬，强降雨主要发生在嘉、岷流域及 汉江上中游地区，最大降雨中心出现渠江；8月1225日期间多雨区再次出 现在嘉、岷流域及汉江上中游地区一带。作者简介：王俊,男,教授级高级工程师，现任水利部长江水利委员会水文局局长，长期从事长江流域水文水 资源等领域应用研究和技术管理工作。（2）暴雨特征 年初降雨明显偏少，春夏季降雨偏多，但空间分布不均。2010年12月 长江流域降雨量与多年同期相比总体上偏少2成，其中，长江上游偏少4成，发 生严重干旱，但鄱阳湖水系偏多3成。35月长江流域降雨量较常年

4、偏多1成， 长江上游降雨正常略偏少，中下游偏多2成，其中鄱阳湖水系偏多3成，局部地 区发生早春汛。68月长江流域总降雨量较多年同期偏多接近1成；其中，长 江上游基本正常，中下游为偏多2成。但流域内各子流域降雨分布不均，长下干 偏多近5成，汉江偏多3成多，中干区、洞庭湖、鄱阳湖偏多1成左右，乌江正 常略偏多，金沙江、岷沱江、嘉陵江基本正常，上干区偏少近1成。 暴雨过程频繁、暴雨强度大、持续时间长、笼罩面积大。仅统计主汛期6 8月长江流域发生的上述4次降雨阶段，降雨日累计达65d，各阶段暴雨过程频 繁，均以大暴雨或以上强度为主，且上述4次降雨阶段超过50mm的笼罩面积 共约380.4万km2。1.

5、2洪水分析（1）洪水概况长江上游干流寸滩江段及重要支流发生严重洪水，且部分支流洪水恶劣遭 遇，发生超保证或历史记录洪水。抚河、信江、湘江、澧水、乌江、嘉陵江、汉 江等重要支流均发生或多次发生超警或以上洪水，其中，湘江、乌江、汉江上游 发生超保证水位的洪水，抚河、信江洪峰水位接近历史最高，汉江支流丹江出现 超100年一遇的洪水、嘉陵江支流渠江及汉江支流白河、任河、坝河等发生超历 史纪录特大洪水。另外三峡水库出现建库以来最大入库流量70000m3/s，汉江丹 江口水库出现建库以来第二大入库洪峰34100m3/s。受流域内集中性降雨阶段影 响，2010年长江流域内发生的洪水具有明显的阶段性特点，即为

6、6月中下旬两 湖水系区域洪水、7月中下旬长江上游及汉江上游第一次洪水、7月下旬长江上 游及汉江上游第二次洪水和8月中下旬长江上游及汉江上游第三次洪水阶段；另 外，受三峡及丹江口水库调蓄影响，虽然中游沙市江段未出现超警洪水，但 6 月底至8月初期间长江中下游干游大部江段发生超警洪水过程。（2）三峡最大入库洪水过程组成分析2010年期间长江上游共发生3次三峡入库最大流量超50000 m3/s的洪水过程，其中最大入库流量70000 m3/s。仅分析三峡最大来水过程，三峡入库次洪总量约314.5亿m3,上游干流寸滩站次洪总量约281.9亿m3,占三峡入库的89.6%,乌江武隆站、三峡区间来水分别占6.

7、 3%和4%。本次洪水过程中，三峡入库（报汛）最大3d、5d、7d洪量分别为162.6亿m3、236.8亿m3、291.2亿m3。（3）洪水遭遇分析由于6月中下旬两湖水系降雨异常偏丰,月底两湖水系发生较大洪水,抬高 了中下游干流各站的底水水位,7月上旬两湖来水消退,中旬两湖水系再次发生 明显涨水过程,但量级不大,其间长江上游发生较大洪水,但上游洪水未与中游 洪水形成严重遭遇,加上三峡水库的削峰调洪调度影响,更加减轻了中下游的防 洪压力；而经削减后的上游洪水在汉口与汉江来水遭遇,使得干流水位与汉江中 下游水位相互顶托,形成了较长时间的防汛压力,汉江下游堤防一度紧张。（4）洪水重现期分析2010年

8、长江上游发生的最大洪水过程,上游寸滩站洪峰流量64900 m3/s, 相应频率为17%，重现期6年；3天洪量150.8亿m3,相应频率17%，重现期6 年；7天洪量276.3亿m3,对应频率23%，重现期4.3年；洪水过程比较尖瘦，3 天洪量对应重现期大于7天洪量。三峡水库入库洪峰流量70000m3/s，相应频率 6%,重现期17年；3天洪量168.7亿m3,频率为8%,重现期12.5年；7天洪量 316.3亿m3,对应频率19%,重现期5.3年。1.3 2010年长江洪水类型的界定长江流域2010年汛情总体偏丰,流域内洪水发生的范围广,部分支流发生 超保证或历史记录的洪水；长江上游控制站发生

9、较大的洪水过程,但上游洪水未 与中下游洪水发生恶劣遭遇。年内三峡水库最大入库洪峰流量70000 m3/s，重现 期约为20年一遇，但该次洪水的3d、7d洪量重现期仅分别为12.5年和5.3年； 中游控制站汉、大通30d入流洪量均接近10年一遇，均未达到流域性洪水的 量化指标。基于长江流域洪水类型定义量化指标和洪水特性等综合分析,认为2010年 长江发生的洪水未达到流域性洪水的量化指标,为长江上中游区域性较大洪水。 2三峡水库对2010年7月长江上游洪水的拦蓄影响分析 2.1三峡水库对长江上游洪水拦蓄过程2010年7月中旬期间,长江上游嘉陵江支流渠江发生超过历史记录的特大 洪水，干流寸滩站16日

10、2时起出现快速涨水过程，19日14时出现最大流量64900 m3/s，为1987年以来最大洪峰流量；受上游来水及三峡区间降雨的作用，三峡 水库20日8时出现最大入库流量70000 m3/s。本次洪水期间，长江中下游防洪 形势严峻，三峡水库实施了自蓄水以来的首次大幅度拦洪削峰调度，库水位调洪 最高水位达到161.01 m（31日14时），其中，19日14时起出库流量控制在40000 m3/s，22日20时起出库流量按34000 ms/s控制，23日10时库水位涨至158.86m。 25日后，长江上游来水再次大幅增加,寸滩站28日2时出现洪峰流量53600 ms/s， 三峡水库28 日 8时最大入

11、库56000 ms/s，25 日 18时后三峡水库再次加大泄量 至40000m3/s。本次洪水过程，三峡水库共拦蓄水量90亿m3,削减洪峰流量40%， 宜昌站最大流量仅出现42000 m3/s （26日23时），沙市、城陵矶、汉口、九江、 大通最高水位分别为42.58m、33.32m、27.31m、14.58m。监利汉口、九江 大通河段仅出现了一般性超警洪水，大大降低了中下游干流江段的防汛压力。2.2对长江上游干流寸滩站水位影响分析三峡工程2008年开始试验性蓄水，2009年8月及2010年三峡水库实施拦 洪错峰调度，发挥了较大的防洪作用，特别2010年7月长江上游由于来水洪峰 高，重庆城区受

12、到了一定洪水影响，由此引起社会对三峡水库调洪对重庆水位影 响的担心。采用分析寸滩站实测水位流量关系、库区水面线变化以及模拟三峡水库不同 坝前水位条件下的寸滩水位流量关系等方法，分析三峡水库对重庆水位的影响。 分析发现由于2010年7月长江上游洪水巨大，来水洪峰高，重庆局部城区受淹， 但重庆出现最高水位时，三峡坝前水位仅148m，此次洪水坝前水位对重庆水位 基本没有影响，重庆部分地区受淹主要是长江上游自身来水较大造成。另外，综 合分析，三峡水库坝前水位超过155m时，对寸滩的水位流量关系有一定的顶托 作用；当上游寸滩站洪峰流量在65000 m3/s左右的量级时，三峡水库水位在145m 左右运行对

13、寸滩站的水位影响甚微；2010 年三峡的拦洪蓄水调度对寸滩站第一 次洪峰水位几无影响（当时库水位位于148m左右），仅对第一次洪峰的退水过程 和第二次洪峰有一定的顶托影响。2.3对长江中下游干流水文情势影响分析为分析三峡水库对中下游干流水文情势影响，采用还原计算方法假定三峡水 库不拦蓄，将上游来水演算至水库坝前，并平移至宜昌站。以此为输入，分别还 原计算长江中下游干流各站水位流量过程，并相应分析洪峰值；其他边界条件如 清江、洞庭湖水系、鄱阳湖水系等来水均采用实际过程，区间来水则依据实况降 雨采用降雨径流模型计算得到。若三峡水库不拦蓄，则经还原分析7月中下旬长江上游出现坝址入库流量洪 峰为650

14、00 m3/s、52800 ms/s的双峰洪水过程。依据宜昌站流量（三峡水库还原） 过程，相应计算中下游干流各站的水位流量过程或洪峰，并与实况进行综合比较 和合理分析；从对最高水位的影响值看，该次洪水过程中三峡水库拦洪调度对荆 江河段洪峰水位的影响值约2.5m左右，城螺河段洪峰水位影响值约0.9m，下游 河段洪峰水位影响值0.104m；其中，沙市、城陵矶最高水位可能分别接近相 应保证水位45m、34.4m,汉口、大通最高洪峰水位将达28.3m、14.9m。 3三峡水库近年来汛末蓄水概况及蓄水运用后长江中下游水文 情势3.1近年来三峡水库蓄水概况三峡水库正常蓄水位175m，汛期防洪限制水位145

15、m，枯季消落最低水位 155m,相应防洪库容221.5亿m3。按照国务院批准的三峡试验性蓄水期现行调度 方案（三峡水库优化调度方案，2009年10月）：汛末水库兴利蓄水时间不早 于9月15日；蓄水期水库水位实行分段控制，9月30日水位控制在158m，10 月底可蓄至汛后最高水位；蓄水期控制坝前水位上升速度，逐步减小下泄流量， 10月下旬蓄水期间，一般情况水库下泄流量不小于6500 m3/s。2003年三峡工程进入围堰发电期，汛期按135m水位运行，枯季按139m水 位运行。2006年汛后三峡工程进入初期运行期，汛后水位抬升至156m运行，汛 期则按144145m运行。2008年以后，三峡水库实

16、施175m试验性蓄水，9月28 日开始蓄水，11月10日库水位最高蓄至172.80m。2009年三峡水库于9月15 日继续开始试验性蓄水，起蓄水位146.25m， 10月1日水位蓄至157.93m， 11 月1日水位蓄至170.98m， 11月24日蓄至最高水位171.41m，相应库容距水库 蓄满差35.6亿m3。由于蓄水期间遭遇洞庭湖、鄱阳湖水系的严重枯水，为缓解 长江中下游枯水态势，10月19日14时起实施应急补水调度，逐步加大三峡水 库下泄流量， 27日最大下泄至9500 m3/s。考虑 2008 年和 2009 年试验蓄水均未蓄至 175m，2010 年汛末蓄水目标为确 保10月底蓄至175m，并防止可能出现枯水情况，要求蓄水阶段尽量提前。2010 年度汛末蓄水方案：提前至9月10日开始，9月底可蓄至162m左右，10月底蓄 至 175m。3.2 水库蓄水重庆主城区泥沙淤积在2