长江中游武汉河段2020年特大暴雨洪水特性分析

王佳妮 罗倩

摘要：2020年7月长江中下游发生流域性特大洪水，长江中游干流河段高水位持续居高不下。基于汉口水文站暴雨洪水资料，对此次暴雨强度、洪水特性等进行了全面分析，并与典型年1998年和2016年大洪水进行了多方面比较，对此次特大洪水特点进行了分析总结。结果表明：2020年梅雨期降水总量大，降雨历时长;2020年洪水峰高量大;2020年汉口站洪峰比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。研究结果可为后期水文测报工作提供参考。

关键词：暴雨洪水;洪水特性;洪水过程分析;汉口水文站;武汉河段;长江中游

中图法分类号：TV122.1 文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2021.05.001

文章编号：1006 - 0081（2021）05 - 0001 - 05

1 概 述

2020年入汛以来长江流域出现了大范围持续性强降雨，遭遇恶劣暴雨洪水袭击，从7月2日起，长江干流在上游相继形成5次编号洪水。三峡水库出现自2003年建库以来最大入库洪水，洪峰流量75 000 m3/s。长江中游干流发生特大洪水，河段高水位持续居高不下，多数控制站点超警。为对此次暴雨洪水进行全面分析，选取了代表控制站和不同典型年。

（1）控制站选取。长江干流武汉河段内主要控制站为汉口（武汉关）站，该站始建于1865年，位于湖北省武汉市武汉关，为长江中游干流汉江入汇长江后的第一个国家重要控制站（位置示意见图1）。本文将以汉口站为代表站，对此次暴雨洪水进行全面分析，并与历史典型洪水特征进行比较，研究结果具有实质性意义。

（2）典型年选取。自1949年新中国成立以来，武汉河段历史典型特大洪水年按洪峰水位排序为1954年、1998年、1983年和2016年，由于1954年与1983年距今年代较久远，从水文资料一致性与代表性考虑，本文选取1998年与2016年作为典型年进行洪水特征分析比较[1-2]。

2 暴雨特性

2.1 降雨量与降雨过程

2020年流域内汛期降雨异常偏多，降雨过程主要集中在6～7月，据汉口水文站实测资料统计，自6月1日至7月31日，汉口站累计降雨量达962 mm，是历史同期均值（1950～2020年，386 mm）的2.5倍，6～7月梅雨总量远超常年，居历史第一位。而汛前1～5月降雨量却不大，与同期多年平均值相当，略小于2016年[3]，远小于1998年。各典型年降雨量特征值统计见表1。

2020年6～7月期间流域内汉口站降雨天数39 d，为自1950年以来梅雨期降雨天数之最，其中明显降雨过程共4次：第一阶段，6月9～14日，为小到中雨;第二阶段6月16～23日，降雨过程连续但雨强不大;第三阶段6月26日至7月8日发生持续性高强度暴雨，尤其7月4日雨势加强，汉口站发生最大1 d（112 mm），最大3 d（237 mm）降雨，在此期间汉口站控制断面形成了超警水位的洪水过程;第四阶段7月11～26日，从时间上看降雨不持续，从降雨强度上看，主要于7月18日发生一次强降雨，单日降雨量107.5 mm，其他为小强度降雨过程。

2.2 降雨特性分析

汉口水文站最大1～15 d雨量历史排位如表2所示，可以看出在本次暴雨洪水期间，汉口站最大1，3 d降雨量在历史上并不算大，排位较为靠后，最大7 d、最大15 d降雨量分别排历史第5位，第4位，但仍小于1998年和2016年[4-6]。

2020年与近期大洪水年2016年和1998年的梅雨期逐日降水过程对比见图2。由图2可以看出，2020年逐日降雨量强度明显小于2016与1998年，且高强度降雨时间相对并不集中。因此2020年的暴雨具有梅雨期降雨总量大，降雨天数长，但短历时降雨强度相对不高，强降雨过程在时间上具有较均匀分散等特点。

3 洪水特性

3.1 洪水过程分析

3.1.1 洪水过程

2020年7～8月受区间降雨及上游编号洪水演进影响，汉口站主洪期有3次明显的洪峰过程。

（1）第一阶段（2020年7月2～16日）， 7月2日10：00长江2020年1号洪水在上游形成，洪水过程逐步向下游演进，加上7月4日一轮高强度暴雨影响，汉口水文站水位快速上涨，于7月7日08：00达警戒水位27.3 m，相应流量52 100 m3/s，7月10日洪峰进入至汉口站，洪峰流量达56 800 m3/s。随后此轮洪峰流量逐步减小，水位持续上涨，于7月12日23：00达到洪峰水位28.77 m，也是2020年最高洪水位，相应流量56 200 m3/s，此时与上游螺山站水位落差为4.66 m。由于下游支流及鄱阳湖顶托严重，汉口站此轮洪峰相比1998年和2016年同流量级水位分别偏高1.41，0.43 m。

（2）第二阶段（2020年7月17～25日），此阶段汉口站控制断面水位有两次涨落过程，涨落幅度不大。水位先由28.25 m涨至28.38 m后出现一个小幅回落，7月17日10：00长江2020年2号洪水在上游形成，汉口站又于18日遭遇一轮高强度暴雨，流量急剧增大，水位也再次起涨，并于7月20日08：00达到高点28.66 m，相应流量54 400 m3/s，随后缓慢回落至28.34 m，此轮汉口站洪峰水位与螺山站水位落差为4.6 m，与第一轮洪水相当，落差均偏小。

（3）第三阶段（2020年7月26日至8月20日），此轮洪峰水位与流量峰值同时出现，汉口站水位于7月28日18：00涨至28.50 m，相应流量为62 100 m3/s，该流量为2020年最大流量，随后流量急剧减小。此轮汉口站洪峰与上游螺山站水位落差为5.15 m，明显高于前两次洪峰，说明下游支流及鄱阳湖顶托程度减小，流量已宣泄暢通，水位开始逐步消退并于8月7日00：00退至警戒水位27.3 m以下，至此汉口站水位超警整整持续30 d。

在此期间长江第3号、第4号、第5号洪水分别于7月26日、8月15日、8月17日在上游形成，但由于三峡水库拦蓄削峰影响，加上梅雨期结束，区域降雨明显减小，且洪峰水位比降加大，洪水下泄速度加快，因此虽然此轮洪水流量最大，但洪峰水位小于第一轮。

从整个洪水过程来看，本次洪水的主要特点是洪水水位高、高水历时长、水位消落慢，3次主要洪水过程中，前峰水位过程呈尖瘦型，洪峰流量小而水位高，后峰由多个复式洪峰叠加组成，流量大而水位峰型矮胖，水位呈回落趋势。汉口站2020年洪水过程如图3所示。

3.1.2 与典型年比较

将本次洪水过程与典型年1998年和2016年洪水过程[7-9]对比分析来看，本次洪水具有以下特征（见图4，图5）。

2020年洪水洪峰次数少于1998年（1998年自7月2日起长江共出现8次大洪峰），多于2016年。而且，2020年洪水具有洪峰流量后锋高于前锋，而水位却前锋高于后峰的特点。1998年洪峰流量、水位均是后峰高于前锋，2016年则是洪峰流量、水位均是前锋高于后峰;2020年洪峰水位、流量均高于2016年而小于1998年，但水位涨速小于2016年。2020年1号洪水7月6～12日最大6 d涨幅1.61 m，而2016年7月1～7日6 d水位跳涨3.13 m至洪峰水位。2016年水位虽然涨势快，同时消退的也快，尤其后峰历时仅5 d便消退至警戒水位以下，而2020年与1998年洪水则均具有一段较长时间高水位持续期，2020年自7月12日达洪峰水位后，至7月28日近16 d水位一直在28.29～28.77 m间居高不下，而1998年则在28.94～29.43 m超高水位间持续近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阳湖顶托影响严重。2020年汉口出现最高洪峰水位29.77 m时，上游螺山站与汉口站水位差4.66 m，较2016年两站水位落差偏小0.28 m，较1998年两站水位落差偏小0.83 m，由于水面比降偏小，河道宣泄不畅，导致水位被迫抬升。

3.2 特征值分析

2020年汉口站水位、流量特征值与典型年比较见表3。由表3可知，2020年最大洪峰流量为62 100 m3/s，大于2016年的57 200 m3/s，小于1998年的71 100 m3/s，最大洪峰流量出现时间晚于2016年，早于1998年。2020年最高水位28.77 m，排歷史第4位，重现期约为30 a一遇，高于2016年的28.37 m，低于1998年的29.43 m，且2020年与2016年最高水位相应流量几乎相当。2020年超警戒水位时长达30 d，长于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年汉口站洪量特征值与典型年比较见表4。由表4分析可得，2020年汉口各时段最大洪量明显大于近17 a来洪量均值，偏大约22.8%～36.2%，最大60 d洪量在历史上（1975～2020年）排位第4;与1998年相比则均明显偏小，最大7，15，30 d和60 d洪量较1998年分别偏小56.3亿m3、123.8亿m3、297亿m3、585亿m3，与2016年相比，汉口站总入流最大3 d、7 d洪量基本相当，最大15 d洪量略偏大，而最大30 d、最大60 d洪量明显偏大，较2016年相比分别偏大184亿m3、438亿m3。

注：历史最大洪量统计年限为1975～2020年，均值统计年限为自三峡水库2003年蓄水后至2020年。

4 结 语

通过对汉口水文站2020年雨量、水位、流量等资料的分析，得出2020年武汉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，几乎与多年平均持平，而梅雨期则具有降雨总量大、降雨历时长的特点，降雨总量、天数均居历史第一。相较于历史典型大水年短历时降雨强度不高，此次强降雨过程在时间上较分散。最大1 d降雨量历史排名靠后，最大15 d降雨量排历史第4，且均小于1998年和2016年。

（2）2020年洪水具有峰高量大、高水持续时间长等特点。2020年洪峰水位高于2016年，低于1998年，排位历史第4。洪峰流量与2016年持平，小于1998年;各时段洪量较1998年明显偏小，最大30，60 d洪量较2016年明显偏大;水位消落速度慢，高水持续时间大于2016年，小于1998年，但水位涨速不如2016年快。总体而言2020年洪水量级大于2016年小于1998年。

（3）由于受下游顶托影响严重，2020年汉口站洪峰相比1998年和2016年同流量级水位偏高，洪峰水位落差相比1998年和2016年要低。洪水过程具有洪峰流量后锋高于前锋，而水位却前锋高于后峰的特点。

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（编辑：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