长江流域洪水特点
长江全长6397 km,流域面积约为180万km2,干流宜昌以上为上游,控制流域面积约为100万km2。宜宾以上称金沙江,宜宾至宜昌区间汇入岷江、沱江、嘉陵江、乌江等重要支流。宜昌至湖口为中游,区间流域面积为68万km2,主要支流有清江,沮漳河,洞庭湖水系的湘、资、沅、澧四水和鄱阳湖水系的赣、抚、信、饶、修五河及汉江。其中自枝城至城陵矶的干流河段称荆江,南岸有松滋、太平、藕池、调弦四口分江水入洞庭湖。湖口以下为下游,流域面积为12.6万km2,主要支流有青弋江、水阳江、巢湖水系和太湖水系,淮河下游的大部分水量也通过入江水道进入长江。
长江洪水主要由暴雨形成,流域各支流大洪水出现的时间,最早始于4月上旬,最晚至10月上旬,7、8两月最为集中。一般年份,汛期中下游早于上游,江南先于江北,鄱阳湖水系、湘江、资水为4—7月,沅江、灃水、清江、乌江为5—7月,上游各支流及汉江为7—10月。正常年份干支流洪水可以错开,不致酿成大灾。如果气候反常,各支流洪水出现的时间提前或错后,上、下游,干支流洪水遭遇,就有可能形成全江性大洪水。按照暴雨时空分布特点,流域大洪水可以分为流域性洪水和区域性洪水两种类型。流域性洪水是由连续多次大范围暴雨,上、中、下游普遍发生大洪水,干支流洪水遭遇造成的。这类洪水虽然发生概率较小,但洪水峰高量大,历时长,灾害严重,如1931年、1954年、1998年、2010年、2020年洪水。另一类是区域性洪水,是由一次集中的大面积暴雨形成的。这类洪水出现的概率较大,上、中、下游都可能发生,洪水灾害限于某些支流或干流的某一河段,如1870年、1981年长江上游特大洪水,1935年长江中游特大洪水,2004年川渝地区洪水,2011年长江中下游大洪水等。长江洪水特征包括以下几个方面:
(1)洪水峰高量大,历时长。长江干流实测最大洪峰流量发生在1954年大通站,洪峰流量为92600 m3/s,调查洪水最大洪峰流量发生在1860年和1870年,推测长江干流枝城站的洪峰流量超过110000 m3/s;另外主要支流如汉江、嘉陵江实测最大流量都超过40000 m3/s,调查最大洪峰流量超过50000 m3/s。一次洪水过程演进历时长,干流洪水过程由屏山演进至宜昌可能要20~30天左右,再到汉口、大通站可能超过50天;各支流一次洪水过程一般在10天左右。由于洪峰高、历时长,导致洪水总量很大,如1954年汉口最大60天洪水量达3220亿m3,大通站为4210亿m3,洪水峰、量远大于其他河流。汛期(5—10月)洪水量的组成:以大通为控制站,宜昌以上约占50%,中游约占44%,下游约为6%;以汉口为控制站,宜昌以上约占66%,洞庭湖水系约占23.9%,汉江约占7%,清江约为3.1%。
(2)洪水比较稳定,年际变化小。干流宜昌、汉口、大通等站,年最大洪峰流量变差系数(Cv)分别为0.16、0.12、0.17,相应60天洪量变差系数分别为0.15、0.12、0.17,各主要支流洪水年际变化也比较小,年最大洪峰流量变差系数一般在0.20~0.40之间。
(3)含沙量低,输沙量大。宜昌多年平均含沙量为1.2 kg/m3,但水量大,多年平均年输沙量为5.3亿t;大通站多年平均含沙量为0.157 kg/m3,多年平均年输沙量为4.7亿t。上游泥沙主要来自金沙江下游和嘉陵江流域。随着三峡水库拦蓄、上游梯级水库群运用及上游水土保持治理,长江中游宜昌、枝城、沙市、监利、螺山及汉口站年输沙量分别减少了91.2%、89.5%、85.4%、78.0%、77.1%及72.4%。受洞庭湖区、汉江汇流及床面冲刷补给等影响,螺山、汉口站年均输沙量也呈递增趋势。表3-2为长江中游主要站点的径流量与输沙量。
表3-2 长江中游主要站点的径流量与输沙量
长江洪水灾害主要集中在中下游12.6万km2的平原地区。洪水来量大,河湖蓄泄能力不足是成灾的主要原因。20世纪80年代河道安全泄量,荆江河段(包括四口分流在内)为60000~68000 m3/s,城陵矶河段不足60000 m3/s,汉口约70000 m3/s,湖口以下约80000 m3/s,但宜昌以上洪水来量,自1877年有实测记录以来超过60000 m3/s的洪水有24次,自1153年以来800多年中调查到大于80000 m3/s的洪水有8次,其中大于90000 m3/s的有5次。城陵矶以下几次大洪水如1931年、1935年、1954年洪水,如果不分洪溃口和无湖泊调蓄,合成洪峰流量都在100000 m3/s以上。洪峰流量大大超过了河道的安全泄量,超额的洪水量很大,因此一旦发生大洪水泛滥,被淹时间可长达数月。