巢湖2016年、2020年洪水特性及相关因素对比分析

2021-02-25

治淮 2021年1期

一、巢湖流域与巢湖简介

巢湖流域位于长江下游(干流区)左岸，属亚热带湿润性季风气候区，暴雨主要集中在6—8月，总体分布规律是南大北小。主要支流发源于大别山区，以巢湖为中心，四周河流呈放射状注入。主要入湖河流有杭埠河、派河、南淝河、柘皋河、白石天河、兆河等。巢湖闸以下为裕溪河，主要支流有清溪河、牛屯河以及连通裕溪河和黄陂湖之间的西河。流域总面积13486km2，其中巢湖闸以上区域来水汇入巢湖，集水面积9153km2。

巢湖是安徽省境内最大的湖泊，全国五大淡水湖之一，湖底高程一般为5.0～6.0m，正常蓄水位8.00m时，湖面面积755km2，容积17.17 亿m3；设计防洪水位12.50m 时相应湖面面积780km2，容积52.0 亿m3。巢湖在汇集南、西、北三面来水之后，主要经巢湖闸出湖，通过裕溪河向东南流入长江。洪水较大时，也可通过与裕溪河相连的牛屯河分洪道流入长江；凤凰颈排灌站可排西河水入长江进而降低兆河水位，此时巢湖水可通过兆河少量排出。

二、资料来源及计算方法

1.雨量资料

利用巢湖闸以上区域水文系统所属各基本雨量站及遥测站点资料，通过对各站点日降水量算术平均得出域内对应日（面）降水量。

2.水位与流量资料

巢湖水位采用巢湖代表站中庙站遥测资料；长江水位采用裕溪河入江口上游芜湖站遥测资料；巢湖闸上、下游水位采用巢湖闸水文站遥测资料，流量采用该站实测资料。

三、2016年主汛期降水及洪水过程

1.降水过程

1月初至6月11日，巢湖闸以上区域降水总量约466mm，与多年平均基本持平。6月20日降大雨，日降水量49mm，之后几天连续降雨，以小到中雨为主，至6月29日，10 天累计降水129mm。6月30日，域内突降暴雨，7月1日降大暴雨，日雨量达141mm，之后3 天连降大雨，至7月7日，7 天累计降水314mm。主汛期降水过程见图1。

2.洪水过程

（1）长江芜湖段水位涨落过程

3月至5月底，长江水位持续上涨，但主汛期前20 天，长江水势平稳，呈有涨有落起伏态势。6月20日8 时，长江干流（芜湖站）水位9.96m，较常年偏高约0.8m。 6月20日之后由于长江中上游有强降雨，长江芜湖段水位上涨较快，7月8日，水位涨至年度最高点12.31m，随后缓慢回落。

（2）巢湖水位涨落过程

巢湖水位也高于常年同期，6月20日8 时巢湖水位9.27m，较常年同期高0.86m。主汛期前20 天，巢湖水势同长江水势，无明显涨落，6月20日之后，由于巢湖闸以上区域有较强降水，巢湖水位呈上涨态势。6月30日降暴雨、7月1日降大暴雨，之后3 天降水明显，巢湖水位自7月1日起快速上涨，7月1日超警戒水位（10.50m），7月5日超保证水位（12.50m），7月9日，水位涨至本次洪水最高点12.77m，随后缓慢回落。

（3）巢湖闸上下游水位态势及闸门运行情况

进入主汛期，由于长江水位总体高于巢湖水位，巢湖闸下游水位高于上游，闸门处关闭状态。6月30日降暴雨之后，巢湖水位快速上涨，7月2日之后，闸上水位高于闸下，巢湖闸开闸排水。由于受长江高水位顶托，巢湖闸下裕溪河一直处高水位态势，虽然开启全部闸门，最大过闸流量仅832m3/s，远低于设计最大过闸流量1370m3/s。7月2日开闸排水至巢湖水位涨至最高点的7月9日，平均过闸流量约525m3/s。2016年主汛期相关站点水位过程线见图2。

四、2020年主汛期降水及洪水过程

1.降水过程

1月初至6月11日，巢湖闸以上区域累计降水量406mm，较常年同期偏少约1 成以上。6月12日降暴雨，日降水量72mm。之后1 个多月陆续降雨，至7月13日，31天累计降水363mm。7月14日至20日，域内连续6 天降大到大暴雨，累计降水332mm，其中7月18日降水量达165 mm。主汛期降水过程见图3。

2.洪水过程

（1）长江芜湖段水位涨落过程

图1 2016年主汛期巢湖闸以上区域降水过程图

图2 2016年主汛期相关站点水位过程线图

图3 2020年主汛期巢湖闸以上区域降水过程图

图4 2020年主汛期相关站点水位过程线图

1月至5月，长江一直处低水位态势，进入主汛期，随着中上游降水增多，长江水位逐渐上涨，6月20日8 时，长江干流水位涨至8.49m，较常年偏低约0.7m。7月17日之后快速上涨，7月21日，水位涨至年度最高点12.76m，随后缓慢回落。

（2）巢湖水位涨落过程

1月至6月上旬，巢湖水位一直处8.60m 以上，水势平稳。6月12日8 时巢湖水位8.85m。之后由于巢湖闸以上区域有较强降水，巢湖水位开始持续上涨，6月27日超警戒水位（10.50m）。7月14日之后6 天，域内连续降大到大暴雨，巢湖水位自7月18日起快速上涨，7月19日超保证水位（12.50m），7月22日水位涨至最高点13.43m，超1991年历史最高水位0.63m，随后缓慢回落。

（3）巢湖闸上下游水位态势及闸门运行情况

进入主汛期，6月12日之前，虽然巢湖闸上游水位高于下游，由于整个巢湖流域降水较常年偏少，巢湖闸处关闭状态。12日之后，域内连续降雨，巢湖闸开闸放水。受长江中上游及整个巢湖流域强降水影响，芜湖站水位上涨较快，西河、裕溪河水位也快速上涨，至7月6日，巢湖闸下游水位高于上游，闸门关闭。7月14日至19日降大暴雨之后，巢湖水位快速上涨，至7月19日，闸上水位高于闸下，巢湖闸又开闸排水。泄洪期间，7月20日过闸流量达1040m3/s，其他时间多在1000m3/s 以下。7月19日开闸排水至巢湖水位涨至最高点的7月22日，平均过闸流量约930m3/s。2020年主汛期相关站点水位过程线见图4。

表1 两场洪水及相关因素对比表

五、两次洪水对比分析

两场洪水涨落过程及相关因素见表1，对比发现：

（1）2016年最大1日降水量占最大3日降水量6.1成，2020年最大1日降水量占最大3日降水量6.5 成。

（2）巢湖2016年最高水位发生在最大1日降水、最大3日降水结束后时间分别都是8 天之后、6 天之后，在芜湖站最高水位发生后1 天。巢湖2020年最高水位发生在最大1日降水、最大3日降水结束后时间分别是4 天之后、2 天之后，在芜湖站最高水位发生后1 天。

（3）2020年巢湖最高水位在最大1日降水后较快出现，相较2016年出现时间提前4 天。分析其原因有以下几点：2016年最大1日降水之后连续3 天降大雨，而2020年最大1日降水之后3 天仅有1 天降大雨，区域汇水时间跨度较2016年短；2020年巢湖闸泄洪流量较2016年大得多，较快出现巢湖水量净流出状态；2020年主动或被动启用较多圩口蓄洪，削减了巢湖洪水位。以上因素综合作用，使得2020年巢湖最高水位在最大1日降水后较快出现。