2020年洞庭湖特大洪水分析

刘 海

(湖南省岳阳水文水资源勘测中心，湖南 岳阳 414000)

洞庭湖古称云梦，为中国第二大淡水湖，湖盆周长为803.2 km，总容积220亿m3，包括178亿m3的天然湖泊容积和42亿m3河道容积。洞庭湖北边通过藕池、松滋、太平、调弦(1958年堵口建闸)四口与长江相连，南边承接着湘水、资水、沅水、澧水(简称“四水”)等湖南省内主要水系，从岳阳市城陵矶口汇入长江。洞庭湖是长江流域具有强大蓄洪能力的重要调蓄湖泊，在长江流域防洪体系中有着不可替代的作用。

2020年6月下旬以来，受长江5次编号洪水及湖南省内沅水、澧水来水共同影响，洞庭湖区防汛形势严峻，洞庭湖区城陵矶站、营田站、湘阴站等重要控制站点长时间超警戒水位、超保证水位。2020年7月4日洞庭湖控制站城陵矶开始出现超警戒水位，直至9月2日退出警戒水位，历时长达60 d，超警戒水位天数仅次于1998年的91 d，排在有实测历史记录以来第2位[1]。洞庭湖控制站城陵矶7月28日13：00达到洪峰水位34.74 m，超保证水位0.19 m，排在有实测历史记录以来第5位，为2000年以来第2位。汛情最严重时，湖区共有130个堤垸2 930 km堤段超警戒水位，256 km堤段超保证水位。为更好地应对特大洪水灾害，降低洪涝损失，本文以洞庭湖2020年特大洪水为研究对象，分析其降雨情况、洪水过程、水利工程调度、防御体系等方面情况，旨在为洞庭湖区防汛抗洪提供参考。

2020年降雨频繁、总量偏多，时空分布不均，属降水偏多年份，8月中旬主雨带北抬后，长江上游的岷江、沱江、嘉陵江流域发生持续强降雨过程。在湖南省境内大范围、高强度暴雨影响下，受沅水、澧水来水及长江干流的5次编号洪水的来水叠加影响，使得7月份洞庭湖湖区整体水位偏高，湖区城陵矶(七里山)站、湘阴站、鹿角站等重要控制站点长时间出现超警戒水位、超保证水位。雨洪过程主要具有以下几个方面的特点。

(1) 四水上游降雨量明显偏多，雨强较大。2020年6～7月沅水、澧水来水量异常偏多，洪水过程频繁，沅水干流下游9月发生同期最大洪水，桃源站2020年9月17日洪峰水位44.04 m，较历史同期最高水位偏高1.25 m。2020年6～7月，沅水、澧水流域平均累计降雨量分别达668，848 mm，较历年同期均值分别偏多约70%，90%。据统计，沅水干流控制站桃源站2020年6～7月来水量322亿m3，较多年同期均值偏多近50%；
澧水干流控制站石门站6～7月来水量102亿m3，较多年同期均值偏多1倍。2020年汛期(4～9月)湖南省各流域雨量与历年同期均值统计见表1。

表1 2020年汛期(4～9月)湖南省各流域雨量与历年同期均值统计

(2) 洞庭湖入湖水量总体偏多，来水量集中。2020年4月1日至10月1日，藕池口、松滋口、太平口(简称“三口”)与四水合计来水总量1 972.7亿m3，较历年同期均值1 600.4亿m3偏多23.3%。藕池口、松滋口、太平口来水总量大幅增加，达到709.2亿m3[2]，较历年同期均值433.9亿m3偏多63.4%；
四水合计来水总量1 263.5亿m3，较历年同期均值1 166.5亿m3偏多8.3%，澧水、沅水、资水来水量分别偏多37.5%，32.0%，10.8%，湘江来水量偏少23.9%。6～8月份洞庭湖总入流1 534亿m3，占汛期总入流的64.5%。2020年藕池口、松滋口、太平口与四水流量过程见图1。

图1 2020年藕池口、松滋口、太平口与四水流量过程Fig.1 Processes of Ouchi，Songzi，Taiping outlets and Lishui，Yuanshui，Zishui and Xiangjiang River in 2020

(3) 长江干流来水突出，出湖顶托严重。2020年6月28日至9月1日最强雨洪过程期间，长江上游先后形成5次编号洪水，三峡水库发生建库以来最大入库洪峰75 000 m3/s[3]和出现最高调洪水位167.65 m。6月28日至7月8日(7月5日白天除外)，7月16日至9月2日三峡水库出库流量均维持在30 000 m3/s以上；
7月21～25日，7月28～30日，8月13～26日三峡水库出库流量均维持在40 000 m3/s以上，持续时间长达22 d。

长江来水通过藕池、松滋、太平口三口汇入洞庭湖，增加洞庭湖入湖水量。据统计，2020年6月28日08：00至9月2日08：00，藕池、松滋、太平口入湖总水量503.2亿m3，较历年同期均值261.7亿m3偏多92.3%。同时，长江干流中下游也发生了大洪水。汉口站洪峰水位达28.77 m(7月12日)，超过了2016年的28.37 m，低于1998年的29.43 m，列历史第4位。鄱阳湖、修河发生超1998年洪水[4]，长江干流监利、莲花塘、螺山、汉口4站超警戒水位。长江干流城陵矶以下河段发生的大洪水对洞庭湖湖口形成顶托，减缓了洞庭湖洪水出湖速度，使洞庭湖形成上压、下顶之势，洪不宣泄不畅，造成洞庭湖水位持续上涨、居高不下。2020年长江洪水特征值见图2。

图2 2020年长江洪水特征值Fig.2 Characteristic values of the Yangtze River flood in 2020

(4) 洞庭湖区洪水峰高、量大，超警戒水位时间长。2020年，洞庭湖环湖区全线超警戒水位，多个重要控制站超保证水位。洞庭湖城陵矶(七里山)站2020年最高水位34.74 m(7月28日)，超警戒水位水位2.24 m，超保证水位0.19 m；
水位排历史实测流量第5位；
最大流量33 200 m3/s(7月12日)，排在1949年以来第15位。洞庭湖最大入湖流量51 500 m3/s，排历史实测流量第10位。城陵矶(七里山)站超警戒水位时长排历史第3位。2020年洞庭湖区主要洪水过程见表2。城陵矶(七里山)站排名前10位的年最高水位排序见图3。

表2 2020年洞庭湖区主要洪水过程

图3 城陵矶(七里山)站前10位年最高水位排序Fig.3 Top 10 annual highest water level of Chenglingji(Qilishan)hydrological station

2020年汛期，长江流域先后出现5次编号洪水过程，面对洞庭湖洪水上压下顶的不利局面，三峡水库及上游水库充分发挥了水库群拦洪削峰作用，科学有序实施了水库群、排涝泵站等水工程联合调度[5]。通过长江流域水工程调度体系的防洪调度，避免了宜昌至石首河段水位超保证水位，缩短中下游干流各站超警戒水位时间8～22 d。据统计，在防御长江第4，5号洪水期间，长江上游水库群的累计拦洪量约190亿m3，其中三峡水库的拦洪量约108亿m3。通过三峡水库以上水库群的拦蓄，分别降低了岷江、嘉陵江下游洪峰水位约1.4 m和2.3 m，降低长江干流川渝河段洪峰水位2.9～3.3 m，减少洪水淹没面积约112.7 km2。

2020年汛期，湖南省境内水库采取了精准预报和提前预泄等诸多措施，统筹“一江一湖四水”联合调度[6]。据统计，沅水流域的8座梯级水库联合防洪，沅水各水库共拦蓄洪量58.7亿m3；
澧水江垭水库、皂市水库分别拦蓄洪量8.8亿，5.4亿m3；
柘溪水库、凤滩水库分别拦蓄洪量7.84亿，4.20亿m3。6月28日至7月12日，沅水和澧水流域同时普降暴雨，遭遇长江1号洪水。经过48次调度，五强溪、江垭、皂市、凤滩、托口等5座主要大型水库共拦蓄洪量23.6亿m3，避免了下游桃源、常德堤防超过保证水位。7月17～23日，在防御长江2号洪水过程中，湖南省澧水、沅水和资水流域上的大型水库超常规调度，大力削弱洪峰强度，总计减少入湖洪水达28亿m3。通过此次水库的拦洪错峰，下游沿岸人民生命和财产安全得到了保障，洞庭湖连续6 d入湖流量小于藕池、松滋、太平口流量，为三峡水库科学调度降低水位、腾出库容赢得了时间，最终实现洞庭湖洪峰与长江干流高洪水位错峰通过。在长江发生3次编号洪水的关键时期，通过联合三峡水库的拦洪削峰调度，城陵矶洪峰水位分别降低约0.8，1.7，0.6 m[7]，避免了洞庭湖与长江高洪水位的不利组合遭遇，保障了洞庭湖区的安澜。洞庭湖城陵矶主要洪水过程控制站还原特征值见图4。

图4 洞庭湖城陵矶主要洪水过程控制站还原特征值与实际值Fig.4 Reduced characteristic value and actual values of the main flood process control station in Chenglingji，Dongting Lake

2020年进入主汛期以来，长江上游发生持续性强降雨，降雨强度大、时间长，加之在湖南省境内大范围、高强度暴雨共同作用下，沅水、澧水来水及长江干流的5次编号洪水的来水产生叠加影响，洞庭湖入湖水量总体偏多，长江来水突出，洞庭湖洪水峰高、量大出湖顶托严重，使得洞庭湖湖区7月份整体水位偏高，城陵矶站超警戒水位历时长达60 d，排有实测历史记录以来第2位。为应对严峻的防洪形势，以长江上游三峡水库为首的水库群和湖南省内水利工程配合联合调度，成功防御了此次洞庭湖区特大洪水。但是也暴露出了防洪工程体系不尽完善、监测预报预警精准度仍有提升空间、基层防汛专业力量薄弱、群众防灾避灾意识不强等方面的问题，需在今后加以改进和提升。