长江中游武汉河段2020年特大暴雨洪水特性分析

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

（长江水利委员会水文江中游水文水资源勘测局，湖北武汉430012）

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

［1-2］

行洪水特征分析比较。

2

2.1

暴雨特性

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

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19年、1998年、1983年和2016年，由于19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75000m3/s。长江中游干流发生特大洪水，河段高

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962mm，是历史同期均值（1950~2020年，386mm）的2.5倍，6~7月梅雨总量远超常年，居历史第一位。而汛前

［3］于2016年，远小于1998年。各典型年降雨量特征

1~5月降雨量却不大，与同期多年平均值相当，略小值统计见表1。

2020年6~7月期间流域内汉口站降雨天数39d，

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1d（112mm），最大3d（237mm）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

收稿日期：2021-01-27

作者简介：王佳妮，女，硕士研究生，工程师，主要从事水文监测工作。E-mail：****************

·1·

2021年5月水利水电快报EWRHI第42卷第5期图1

表12020年降雨量特征值与典型年对照

6、7月降雨情况

降雨总量/降雨天数/最大1dmmd降雨量/mm962.0799.5855.5386.0962.0

3929282239

112.0190.5161.1

分析河段控制站位置示意

表2

2020年汉口水文站极值降水量历史排位

最大3d出现降雨量/年份mm199819912013199920162020457.4344.8258.0256.0243.5237.0最大7d出现降雨量/年份mm19981991201619992020529.7485.75.5399.0359.0最大15d出现降雨量/年份mm1991199820162020718..3556.0535.0时段2020年1998年

多年平均（1950~2020年）历史最大（1950~2020年）

2016年

1~5月降雨总量/mm488.5534.0744.2492.5744.2

最大1d历史排位(1987~出现降雨量/2020年份mm年)1234567810119201619991998199120132015198719971988192020190.5182.0161.1160.2153.5138.0135.9132.8121.8113.9112.0看，主要于7月18日发生一次强降雨，单日降雨量107.5mm，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1～15d雨量历史排位如表2

注：统计年限为1987~2020年。

所示，可以看出在本次暴雨洪水期间，汉口站最大

1，3d降雨量在历史上并不算大，排位较为靠后，最

［4-6］但仍小于1998年和2016年。

大7d、最大15d降雨量分别排历史第5位，第4位，

2020年与近期大洪水年2016年和1998年的梅

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。

雨期逐日降水过程对比见图2。由图2可以看出，·2·

王佳妮等长江中游武汉河段2020年特大暴雨洪水特性分析

消退并于8月7日00：00退至警戒水位27.3m以下，至此汉口站水位超警整整持续30d。

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

图2

汉口站历史梅雨期逐日降水量过程对比

影响，加上梅雨期结束，区域降3

洪水特性

3.1

洪水过程分析

3.1.12020洪水过程

影响，汉口站主洪期有年7~8月受区间降雨及上游编号洪水演进

3次明显的洪峰过程。

10：00（1）第一阶段（2020年7月2~16日），7月2日

逐步向下游演进，长江2020年加上1号洪水在上游形成，7月4日一轮高强度暴雨影

洪水过程响，汉口水文站水位快速上涨，于7月7日08：00达警戒水位27.3m，相应流量52100m3峰进入至汉口站，洪峰流量达56800/sm，37月10日洪23轮洪峰流量逐步减小，水位持续上涨，于/s。随后此

7月12日

位，：00相应流量达到洪峰水位56200m28.773差为4.66m。由于下游支流及鄱阳湖顶托严重，/s，此时与上游螺山站水位落m，也是2020年最高洪水汉口站此轮洪峰相比1998年和2016年同流量级水位分别偏高1.41，0.43m。

（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28.25m涨至28.38m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28.66m，相应流量400m3落至28.34m，此轮汉口站洪峰水位与螺山站水位落/s，随后缓慢回差为4.6m，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m73月/s，28该流量为日18：00涨至28.50m，相应流量为62100小。此轮汉口站洪峰与上游螺山站水位落差为2020年最大流量，随后流量急剧减5.15湖顶托程度减小，m，明显高于前两次洪峰，流量已宣泄畅通，说明下游支流及鄱阳水位开始逐步

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。

图32020年汉口水文站洪水过程变化示意

3.1.2将本次洪水过程与典型年与典型年比较

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）。

月2日起长江共出现2020年洪水洪峰次数少于8次大洪峰）1998，多于年（20161998年。而年自7

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

201620202016年年而小于年17号洪水1998月1~7日7月年，6d6~12但水位涨速小于水位跳涨日最大3.136d涨幅m至洪峰水位。

1.612016m年。，而2016峰历时仅年水位虽然涨势快，5d便消退至警戒水位以下，同时消退的也快，而2020尤其后年与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16d水位一直在28.29～28.77m间居高不下，而

·3·2021年5月水利水电快报EWRHI第42卷第5期1998年则在28.94~29.43m超高水位间持续近30d。

图4汉口站典型年水位过程对比

图5汉口站典型年流量过程对比

一是受下游支流及鄱阳湖顶托影响严重。2020年洪水期高水位居高不下的主要原因之

2020年汉口出现最高洪峰水位29.77m时，上游螺山站与汉口站水位差4.66m，较2016年两站水位落差偏小面比降偏小，0.28m，较1998河道宣泄不畅，年两站水位落差偏小导致水位被迫抬升。0.83m，由于水

3.2特征值分析

见62表20201003。年汉口站水位、m由，表3可知，流量特征值与典型年比较

m大于32016年的202057年200最大m洪峰流量为

3/s3年的71100/s，小于1998年，早于1998年。/s，最大洪峰流量出现时间晚于2020年最高水位28.77m，排历史2016第28.374位m，，重低于现1998期约年的为3029.43a一m遇，，且高2020于2016年与年2016

的年最高水位相应流量几乎相当。2020年超警戒水

表3

典型年水位、流量特征值分析

最大流量最高水位超警2020-07-28(出现日期年-月-日/)流量/（m3·s-1）62100(出现日期水位相应年-月-日/)水位/m历史流量/年份时长排位（m32016-07-07572002020-07-124·s-1）28.772020d/幅度m/1998-08-19711002016-07-07761001998-08-2028.3729.4365620025002016301.4719-08-1829.73170900199816691.0719-08-142.13注：水位统计年限为1865～2020年，流量统计年限为1923~2020年。

·4·

位时长达69d，超警戒水位最高幅度30d，长于2016年的16d，短于1998年的1.07m，低于1998年的2.13m1.47。

m，高于2016年的

表4。由表2020年汉口站洪量特征值与典型年比较见

4分析可得，2020年汉口各时段最大洪量36.2%明显大于近17a来洪量均值，偏大约22.8%~

第4；与，最大199860年相比则均明显偏小，d洪量在历史上（1975~2020最大7，年15），排位30d和60d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3d、7d洪量基本相当，最大15d洪量略偏大，而最大30d、最大60d洪量明显偏大，较2016年相比分别偏大184亿m3、438亿m3。

表4典型年洪水总量比较

项目各种历时最大洪水总量/亿m3

2020年158.53d146.5365.27d15d183.2331.97.1147530d2780.060d20161998年年129.0421.5667.8887.912912342.03365.0近17a均值

195.0295.0449.0604.6170.01130172040.9历史最大

3365.0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1d降雨量历史排名靠后，最大201615d降雨量排历史第4，且均小于1998年和（年。

2）2020年洪水具有峰高量大、高水持续时间

长1998等年，特点排位历史第。2020年洪4。洪峰流量与峰水位高于20162016年年持平，，低于小于301998年；各时段洪量较1998年明显偏小，最大

高水持续时间大于，60d洪量较20162016年明显偏大；年，小于1998水位消落速度慢，年，但水位涨速不如20162016年快。总体而言2020年洪水量级大于（年小于3）由于受下游顶托影响严重，1998年。

2020年汉口站

洪峰相比1998年和2016年同流量级水位偏高，洪

王佳妮等长江中游武汉河段2020年特大暴雨洪水特性分析

雨洪水［M］.北京：中国水利水电出版社，2002.［5］李妍清，刘冬英，熊莹.2016年长江洪水遭遇分析［J］.

水资源研究，2017，6（6）：568-576.

［6］孙继昌，刘金平，梁家志.1998年洪水调查及评价［J］.

水文，2004，24（5）：14-19.

［7］程海云，葛守西，郭海晋.1998年长江洪水初析［J］.水

文，1999，3（16）：57-60.

［8］刘冬英，贾建伟，邓鹏鑫.2016年长江区域性洪水重现

期分析［J］.人民长江，2017，48（4）：58-61.

［9］秦志伟，张冬冬，熊莹，等.2016年长江中下游干流高水

位成因及特点［J］.水资源研究，2017，6（4）：349-356.

（编辑：李

晗）

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。

参考文献：

［1］王俊.2016长江洪水特点与启示［J］.人民长江，2017，［2］张方伟，訾丽，邱辉，等.2016长江暴雨洪水气候特征

分析［J］.人民长江，2017，48（4）：62-65.

［3］汤宏波，段磊，王峰.长江流域洪水相关因素及对策

［J］.长江科学院院报，2012（3）：18-23，34.

［4］水利部水文局，长江水利委员会水文局.1998年长江暴

48（4）：-57.

AnalysisofrainstormfloodoccurredinWuhansectionofmiddleYangtzeRiver

Basinin2020

WANGJiani,LUOQian

（MiddleChangjiangRiverBureauofHydrologyandWaterResourcesSurvey,BureauofHydrology,ChangjiangWaterResourcesCommission,Wuhan430012，China）

Abstract：Abasin-widestormfloodoccurredinthemiddleandlowerreachesofYangtzeRiverinJuly,2020,thecalstation,therainstormintensityandthecharacteristicsoffloodswereanalyzedandcomparedwiththoseofthe

waterlevelofMiddleYangtzeRiverstayedhighconstantly.BasedontherainstormflooddataofHankouhydrologi⁃typicalhistoricalheavyrainstormfloodsin1998and2016andthecharacteristicsofthecatastrophicfloodwereana⁃waslarge,andtherainfallhistoryislongandthefloodpeakwashighandthefloodvolumewaslarge.ThefloodpeakwaterlevelofHankoustationin2020ishigherthanthatof1998and2016,andthedropoffloodpeakwaterlevelcastingwork.

lyzedandsummarized.TheresultsshowedthatthetotalamountofprecipitationduringtheMeiyuperiodin2020waslowerthanthatof1998and2016.Theresearchresultscanprovideareferenceforthefuturehydrologicalfore⁃Keywords:stormandflood;floodcharacteristics;floodprocessanalysis;Hankouhydrologicalstation;Wuhan

reach;middleYangtzeRiver

·5·