沅江流域“2014.7.17”暴雨洪水分析1

1、沅江“2014.7.17”暴雨洪水分析李德松 段建军（常德水文水资源勘测局 常德 415000）摘要 2014年7月，沅江流域中下游普降暴雨，局部地区特大暴雨，导致五强溪水库入库流量持续加大，库水位快速上涨，沅江控制站发生超历史的特大洪水，本文对此次暴雨洪水的成因、特点及运动规律作了初步的分析，并与历史洪水比较，为防汛减灾决策提供参考。关键词 沅江 暴雨 洪水 超历史 水库调度1前言 2014年7月11日18日，沅江流域中下游普降暴雨，局部地区特大暴雨，沅江中下游的部分干支流发生了超历史的特大洪水。常德局辖区的五强溪（二）站至常德（二）站河段出现了1996年以来的最高洪水位，其中五强溪（二）站

2、最高水位64.50m，超建站以来最高水位（62.41m）2.09m；桃源站最高水位47.37m，超建站以来最高水位（46.90m）0.47m；常德（二）站最高水位42.20m，仅低于历史最高水位（42.49m）0.29m。桃源、常德及下游的牛鼻滩、周文庙等站长时间超保证水位运行。2基本概况2.1流域概况沅江位于湖南省西部，是湘、资、沅、澧四大水系之一。在长江八大支流中，水量仅次于岷江和嘉陵江。沅江东以雪峰山与资水为邻，南以苗岭与柳江分界，西以梵净山与乌江相隔，北以武陵山与澧水分野。沅江发源于贵州省东南部，分南北两源：南源龙头江，源出都匀市城西云雾山鸡冠岭；北源重安江，源出麻江县北之大山。两水汇

3、合后称清水江，至金紫入湖南省境。东流至黔城，始称沅江。沅江在湖南境内流经芷江、会同、洪江、怀化、溆浦、辰溪、泸溪、沅陵、桃源、常德等县境内，在德山注入洞庭湖。沅江自河源至德山全长1033km，流域面积89163km2，河网发育，流域平均坡降0.594。五强溪（二）站至常德（二）站区间有9条主要支流加入，其中南岸有3条，均在桃源站以上，分别是流域面积740km2的夷望溪、 311 km2的澄溪、 288 km2的水溪；北岸有6条，分别是流域面积604 km2的大洑溪、220 km2的小洑溪、442 km2的延溪， 桃源站以下1739 km2的白洋河，275 km2的陬溪，507 km2的渐水。夷

4、望溪及白洋河上分别建有竹园及黄石两座大型水库。发生超建站以来最高水位的五桃河段，区间流域面积占桃源站流域面积的3.0%。2.2流域中下游主要水利工程情况 凤滩水库位于沅陵县境内沅江一级支流酉水下游，下距沅陵县城45公里。水库控制流域面积17500km2，占酉水流域面积的94.4%。流域多年平均降雨量1415mm，坝址多年平均流量504m3/s，多年平均径流量为158.9亿m3，最大、最小瞬时流量分别为16900 m3/s (1963年7月11日)和40 m3/s (1956年12月12日)。水库总库容17.33亿m3，正常水位205m，相应库容13.9亿m3，死水位170m，相应库容3.3亿m

5、3，有效库容10.6亿m3，库容系数0.067，属季调节水库。五强溪水库位于沅陵县境内的沅江干流，上距沅陵县城73km，下距常德市130km。水库控制集雨面积83800km2，占沅江流域总面积的93%。坝址年平均流量2040 m3/s，年径流总量643亿m3。水库总库容为42亿m3，正常蓄水位108.0m，防洪库容13.6亿m3，库容系数0.031，为季调节水库。水库以发电为主兼有防洪、航运等综合效益。设计预留防洪库容13.6亿m3，可将沅江尾闾堤垸防洪标准提高到20年一遇。凌津滩水电站位于湖南省桃源县境内的沅江干流，坝址上距五强溪水库47.5km，下距桃源县城40km。凌津滩水电站坝址以上流

6、域面积85800km2，占沅江流域总面积的95.3。多年平均流量2090m3/s，水库多年平均径流量659亿m3。电站是一座以发电为主、兼有航运效益并作为五强溪水库反调节电站。电站正常蓄水位51.0m，汛期限制水位50.0m，总库容6.34亿m3，有效库容0.46亿m3。桃源水电站工程位于桃源县城附近的沅江干流，上游距凌津滩水电站约38km，下游距桃源水文站约1.8km，是一个以发电为主，兼顾航运、旅游等综合利用的工程。电站正常蓄水位39.5m，相应库容1.28亿m3，主要由泄洪闸、发电厂房、船闸等水工建筑物组成。3暴雨分析3.1暴雨分布受高空低槽与地面弱冷空气共同影响，7月11日8时至18日

7、8时，沅江流域中下游发生了一次持续的强降雨过程，流域平均降水达136mm，局部地区发生了特大暴雨。暴雨主要集中在怀化的麻阳、辰溪、溆浦、沅陵及湘西全境，流域上主要分布在武水、溆水、辰溪、酉水、五强溪库区、五强溪至桃源区间，其中武水435mm、溆水292mm，辰水216mm，酉水195mm，五强溪库区246mm、五强溪桃源区间175mm。武水流域为本次强降雨的暴雨中心，凤凰县城以上流域平均降雨488mm，流域内凤凰县山江镇山江站7日内累计平均降雨536mm，为全省最大，最大72小时降雨451mm（7月14日2时17日2时），暴雨频率达200年一遇。本次降雨过程分两个阶段，第一阶段为7月11日8时

8、7月14日8时，降雨主要分布在湘中以北地区，沅江中游降雨相对集中。连日的降雨导致这些区域土壤含水量饱和，降雨在后期基本都产生了径流，致使河水底水位较高。第二阶段为7月14日8时7月18日8时，为此次降雨最为集中的时段，主雨带仍维持在沅江中下游地区，降雨范围、降雨强度、降雨时间都有所增大，其中武水、溆水、辰溪、酉水和五强溪库区降雨量较大，特别是五强溪水库库区、酉水风瘫水库库区出现短历时高强度降雨。由于前期的降雨过程抬高了沅江干支流河床底水，强降雨地区距离五强溪水库库区距离较近，有大部分就位于库区周围，其降雨产生的径流在短时间内就汇集于五强溪水库，导致五强溪水库入库流量快速增加，库水位快速上涨。图

9、1 沅江流域7月11日8时至18日8时降雨量等值线图3.2 降雨特点本次降雨主要特点：持续时间长，雨区集中、降雨强度大。持续时间长：本次强降雨过程从7月11日8时至18日8时，前后共持续了一周，中间基本没有间隔；空间上雨区相对稳定，主要集中在沅江中下游的武水、溆水、辰溪、酉水、五强溪库区、五强溪至桃源区间。雨区集中：本次强降水覆盖暴沅江中下游的武水、溆水、辰溪、酉水、五强溪库区、五强溪至桃源区间。有489站超100mm， 223站超200mm，153站超300mm，49站超400mm， 2站超500mm，大暴雨和特大暴雨均集中笼罩在同一区域。降雨强度大：累计点最大降雨为湘西自治州凤凰县山江镇山

10、江站536mm,其次为湘西自治州凤凰县三拱桥乡三拱桥站510mm，湘西自治州吉首市双塘镇大兴村站495mm。日最大降雨为怀化市辰溪县大华乡株木砣站7月15日降雨277.0mm。根据对本次出现超历史洪水的武水一级支流沱江凤凰县的降雨频率进行分析，凤凰县夺希站最大24小时降雨（7月15日14时16日14时）为184.5mm，暴雨频率为30年一遇。最大72小时降雨为371mm（7月13日18时16日18时），暴雨频率50年一遇。本次降雨过程中累计点最大降雨的湘西自治州凤凰县山江镇山江站，最大24小时降雨为203.5mm（7月14日23时15日23时），暴雨频率50年一遇。最大72小时降雨为451mm

11、（7月14日2时17日2时），暴雨频率约200年一遇。与典型年“96.7”、“54.7”相比，本次流域平均降雨为136mm，较典型年次洪水流域平均降雨均小一些，其主要原因是典型年“96.7”、“54.7”为全流域性的特大洪水，降水覆盖整个流域。但本次降雨主要集中在沅江中游及五强溪库区，中心平均降雨量在250mm至350mm之间，局部地区超400mm。表1 2014年降雨与典型年份对照表序号降雨年份流域平均降雨（mm）主要降雨区域单站最大降雨（mm）11996.7275.5全流域思蒙：41421954.7245.5吉首、沅陵一带沅陵：52431999.6221酉水、沅陵桃源区间筒车坪：35041

12、969.7168.2酉水、沅陵桃源区间草龙潭：30151995.7148.2溆水、辰水沉溪：40662014.7136武水、溆水、辰水、酉水、五强溪库区江山：5364洪水分析4.1五强溪水库以上各水文站洪水发展过程受强降雨影响，沅江中游的支流武水、辰水、溆水、酉水及五强溪库区首先形成洪水过程，然后逐步汇集于五强溪水库。溆水有两次洪水过程，受降雨时空分布的影响，溆浦站7月15时14时出现洪峰水位155.16m，相应流量3480m3/s；7月16日14时溆浦站出现了第二次洪峰水位154.53m，相应流量2980m3/s。辰水陶伊站于7月16日8时30分出现洪峰水位140.64m，超警戒水位4.14

13、m，洪峰流量6080 m3/s。洪峰流量频率约30年一遇，排名有实测资料记录以来第二位（1995年7月2日，洪峰水位142.30m，相应流量11600 m3/s）。武水河溪站先后两次出现洪峰水位，7月15日13时出现第一次洪峰，洪峰水位156.32m，相应流量3790 m3/s；7月16日17时出现第二次洪峰水位159.67m，超过建站以来最高水位1.14m，（ 1999年7月8日，洪峰水位158.53m，相应流量5160 m3/s）超警戒水位3.22m，相应流量6080 m3/s，洪峰流量频率超过50年一遇。沅江干流浦市站，受干支流的来水影响，水位于14日0时开始起涨，16日19时出现洪峰水

14、位120.80m（超警戒水位1.34m），相应流量17300m3/s。为96年以来第几大洪水。其中，从15日16时开始流量超10000m3/s，一直持续到17日19时，持续时间长达51小时。酉水高砌头站受上游凤滩水库泄洪影响先后出现了两次洪峰水位，15日7时出现第一次洪峰，洪峰水位111.31m，相应流量3510m3/s；随着凤滩水库库水位的增加，凤滩水库加大下泄， 17日5时，高砌头站出现116.66m的洪峰水位，超警戒水位1.66m，相应流量9340 m3/s。深溪草龙潭站受持续降雨影响，水位于16日7时开始起涨， 17日7时出现洪峰，洪峰水位14.76m，相应流量1240m3/s。表2

15、五强溪水库上游部分干支流洪水特征值序号站名河流名称洪峰水位（m）洪峰流量（m3/s）出现时间警戒水位（m）超警戒水位（m）超警运行时间1溆浦溆水155.16348015日14时155.0 0.16 4小时2陶伊辰水140.64795016日7时136.54.14 45小时3浦市沅江干流120.81730016日19时119.461.34 21小时4河溪武水159.67608016日17时156.453.22 16小时5高砌头酉水116.66934017日5时1151.66 8小时6深溪草龙潭14.76124017日7时4.2五强溪水库入库洪水发展过程五强溪水库是沅江流域的目前最大的水利枢纽工程

16、，水库入库流量由沅江干流浦市站、支流武水河溪站、支流酉水高砌头站及五强溪库区径流组成。由于上游干支流来水及库区的强降雨，五强溪水库先后出现了两次较大的入库过程。16日16时出现第一次洪峰，最大入库流量35300m3/s；17日9时出现第二次洪峰，最大入库流量35700m3/s，列有实测资料以来的第三位，仅次于1996年和1999年，入库洪峰频率为2030年一遇。其中，入库流量超30000m3/s持续时间长达22小时，随着入库流量的持续加大，库水位开始快速上涨，17日15时，出现最高库水位108.65m，超汛限水位0.65m。4.3沅江下游洪水发展过程按省防指调度，五强溪水库在16日至17日先后

17、多次加大下泄，以缓解上游来水压力，最大下泄流量为26200 m3/s,下泄流量超20000 m3/s时间达36小时，超25000 m3/s时间达26小时。受五强溪水库泄洪及下游区间降雨的影响，沅江下游五强溪（二）站至桃源站河段发生了超建站以来的历史特大洪水。五强溪（二）站7月14日13时水位开始上涨，起涨水位53.17m， 17日9时，实测最高水位64.50m，相应流量26300 m3/s，水位超建站以来最高水位2.09m（2007年7月25日62.41m，相应流量23800 m3/s）；最大流量26700 m3/s，出现时间7月16日21时。桃源站7月14日16时水位开始上涨，起涨水位36.

18、69m，相应流量4030m3/s，16日8时超警戒水位42.50m，17日2时超保证水位45.40m；17日23时20分出现洪峰水位47.37m，相应流量24800 m3/s，水位超1948年建站以来最高洪水位（1996年7月17日46.90m）0.47m；最大流量25300 m3/s，出现时间7月17日19时18分，重现期约20年一遇。常德（二）站、牛鼻滩站、周文庙站发生了建站以来的仅次于1996年的历史大洪水，18日3时20分，常德（二）站实测最高水位42.20m，仅低于历史最高水位（42.49m）0.29m，牛鼻滩站18日5时实测最高水位39.89m，周文庙站18日8时实测最高水位37.

19、81m。表3 沅江流域下游“2014年7月17日”特大洪水相关特征值序号站名超警戒水位时间超保证水位时间退出警戒水位时间退出保证水位时间超警戒水位运行时间超保证水位运行时间洪峰水位（m）洪峰水位出现时间最大涨速（m/s）相应时间平均涨速（m/s)警戒水位（m）保证水位（m）超警戒水位（m）超保证水位（m）历史最高水位（m）超最高水位（m）实测资料排位1五强溪64.5017日10时1.5814日14时-15时62.412.0912桃源16日8时17日2时19日1时18日14时65小时36小时47.3717日23时23分0.8314日15时-16时0.1442.5045.404.871.9746.

20、900.4713常德16日16时17日6时19日10时18日19时66小时37小时42.20 18日3时20分0.2714日22时-23时0.1139.0040.681.521.5242.49-0.2924牛鼻滩16日14时17日8时20日5时19日1时87小时41小时39.8918日5时0.1314日23时-24时0.0737.0038.551.341.3440.57-0.685周文庙17日1时17日13时20日4时19日4时75小时39小时37.8118日8时0.0916日22时-23时0.0636.00 36.941.810.8738.79-0.985洪水特征本次洪水的主要特点：峰高量大

21、，但相比较沅江历次典型洪水而言，特别是相对于“96.7”年来看，本次洪水影响范围、洪水持续时间及沿岸灾情都相对较小。从洪峰水位来看，沅江支流沱江凤凰站、武水河溪站、干流五强溪(二)站、桃源站先后出现了超建站以来的历史实测最高水位，支流辰水陶伊站、干流常德（二）站出现了有实测资料记录以来排名第二的洪峰水位，其中，五强溪水库以下部分河段发生超建站以来最高水位实属罕见。 表4 沅江下游各站最高水位与典型年对比 (单位：m）序号站名五强溪（二）桃源常德（二）12014.764.5047.3742.2021996.7/46.9042.4931999.662.1846.6242.0641998.762.1

22、646.0341.7251995.7/45.8641.5062007.762.4144.6540.21洪水总量经初步统计，本次洪水过程沅江总控制站桃源站最大一日洪水总量21.77亿m3，最大三日洪水总量53.44亿m3，基本上与历次典型洪水年相近，表明此次洪水峰量集中，导致桃源站出现高洪水位。表5 桃源站“2014.7.17”七日洪水总量统计表日期14151617181920合计最大一日最大三日洪量（亿m3）5.6612.2917.3521.7714.328.434.5984.4121.7753.44表6 桃源站“2014.7.17”洪水总量与典型年比较表序号典型年最大一天（亿m3）最大三天（

23、亿m3）最大七天（亿m3）11996.723.70 70.00 146.70 21999.622.29 61.26 116.47 31995.721.30 58.50 99.80 41969.722.70 49.30 80.70 62014.721.77 53.44 84.41 从影响范围来看，相比较“96.7”洪水，是湘、资、沅、澧四水同时涨水，同时与长江干流洪水遭遇，导致整个湖南全省均出现防汛告急的情况，沅江下游超警戒水位持续时间长达一周。而本次洪水只涉及到沅江中下游与资水中下游，影响范围相比较“96.7”洪水大大的缩小，而沅江洪水也只影响到沅江中下游的干支流，干流安江站以上基本上没有什么

24、洪水过程。从高洪持续时间来看，本次沅江下游各站超警戒水位不到3天，相比较历次典型洪水年来看，本次高洪水位持续相对较短。表7 典型年防洪历时对照表序号典型年类别站名桃源常德周文庙11996.7超警戒水位时间（h）1701862602超保证水位时间（h）15917321531999.6超警戒水位时间（h）1201267204超保证水位时间（h）10411113551995.7超警戒水位时间（h）90961656超保证水位时间（h）78879972014.7超警戒水位时间（h）6566758超保证水位时间（h）36373991969.7超警戒水位时间（h）50529410超保证水位时间（h）4243

25、38从灾情来看，本次沅江下游超历史洪水虽然导致下游沿河两岸堤防多处出现险情（主要险情类型为翻砂鼓水），但经过及时有效的抢险，除桃源河段桃源垸出现局部的漫淹以外，没有溃一堤一垸，没有造成重大灾情，洪峰安全过境注入洞庭湖。相比较96年7月洪水，沅江两岸的小垸、河汊基本淹没，车湖垸、木塘垸、青山垸等6个万亩大垸溃决、漫淹，围堤湖垸破堤蓄洪，受灾群众达291万人，本次沅江洪水灾情相比较历次高洪水而言要小得多。这主要得益于1996大水后，在国家支持下，我省加快沅江流域综合治理，修堤防、固基础、除隐患、扩洪道，有效提高了沅江流域防洪抗灾能力。6凤滩水库、五强溪水库在本次洪水中的作用凤滩水库、五强溪水库是沅

26、江流域的两个重点水利工程，通过科学的调度，及时为下游拦洪削峰，有力保障了工程及上下游的防洪安全。凤滩水库在在15日14时水位水库水位开始快速上涨，17日10时库水位达205.08m，超汛限水位0.08m，相应蓄量13.9亿m3，最大入库流量10900 m3/s，最大出库流量9480 m3/s，消峰约1000 m3/s。在洪水调度过程中，15日12时，起调水位199m，相应蓄水量11.3亿m3，至17日10时最高库水位205.08m，相应蓄量13.9亿m3，最大拦蓄洪水2.6亿m3。五强溪水库入库流量超30000 m3/s持续时间长达22小时，最高库水位为17日15时108.65m，最大入库洪峰

27、为35700m3/s，最大出库流量为26200 m3/s，消峰率27%， 拦蓄洪量8.5亿m3，占涨水过程洪量81亿m3的11%左右。7月14日8时至20日8时，五强溪累计入库洪量81亿m3，最大一日洪量为16日的24.6亿m3，最大三日洪量为15日至17日的60.1亿m3；五强溪累计下泄洪量72.5亿m3，最大一日下泄洪量为16日的18.8亿m3，拦蓄洪水8.5亿m3。表8 五強溪水库出入库洪量分析序号日期入库洪量（亿m3）下泄洪量（亿m3）拦蓄洪量（亿m3）17月14日6.9 7.1 -0.2 27月15日16.4 12.5 3.9 37月16日24.6 18.8 5.7 47月17日19

28、.1 18.5 0.6 57月18日8.3 9.2 -0.9 67月19日5.8 6.3 -0.5 7合计81.0 72.5 8.5 水利工程的科学调度，及时为下游拦洪削峰，有效的减轻了下游防洪压力，其作用是非常明显的。经初步统计，凤滩及五强溪水库联合调度共削减沅江下游桃源站洪峰流量约10000 m3/s，理论上降低桃源和常德（二）站洪峰水位分别约1.52m。7特大洪水成因分析  在本次降雨过程中，前期降雨使得沅江中下游地区土壤含水量饱和，上游的大中型水库蓄水量较多，河道底水较高；后期降雨又与前期降雨雨区重叠，暴雨中心在同一区域徘徊，降水时间长了，降雨量及强度大，在短时间内基本形成径流，造成干支流洪水叠加，使得五强溪入库流量陡然增加，入库流量长时间持续在30000m3/s以上，从而导致了沅江下游出现了近十多年来的罕见特大洪水。7.1桃源站出