2022年長江流域汛期枯水情勢分析

張明波　熊豐　王棟

摘要：2022年長江流域出現“汛期反枯”且偏枯嚴重的異常現象。為定量探討2022年長江流域汛期枯水情勢，基于長江干流及洞庭湖、鄱陽湖水系主要控制站1952～2022年汛期月平均流量序列（考慮了梯級水庫調蓄影響），采用P-Ⅲ曲線和適線法分析了干支流主要控制站點的枯水重現期，并基于B值諾模圖法探討了枯水重現期的不確定性，采用典型年法分析了長江流域2022年8月和9月的枯水地區組成。結果表明：① 在水量方面，洞庭湖、鄱陽湖兩湖水系2022年8～10月來水均為71 a來同期最小或次小，部分月份枯水重現期超70 a一遇。長江中、下游干流8月出現超70 a一遇枯水，來水量均為歷史同期實測最小。7～10月長江上游和螺山站枯水重現期約30～60 a一遇，漢口、大通站來水量為實測同期最小。從重現期分析結果來看，2022年長江流域發生了極端干旱。② 在來水組成方面，2022年8月和9月長江流域表現為上下同枯、干支同枯，在此期間，螺山、漢口等站來水量占大通站的比例與多年平均占比接近或偏高，而兩湖來水占大通站的比例均顯著偏小。從枯水地區組成來看，2022年長江流域枯水情勢為流域性枯水。③ 2022年長江中下游梅雨偏早、梅雨量偏少，是導致長江中下游流域性干旱的主要原因之一，流域內梯級水庫群蓄水形勢嚴峻；如果預報梅雨期偏早且梅雨量較小，則容易發生夏秋連旱的情況。研究成果可為長江流域干旱分析研究、加強水資源統一調度管理、有效提升旱情應對能力等方面提供技術支撐。

關 鍵 詞：2022年長江流域干旱； 枯水情勢； 重現期； 枯水地區組成； 梅雨

中圖法分類號： TV122

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.001

0 引 言

旱災是世界上最嚴重的自然災害之一，具有覆蓋范圍廣、持續時間長、發生緩慢但恢復所需時間長等特點，嚴重威脅正常的農業生產、生態環境和社會生活［1-2］。在全球氣溫升高、極端氣候事件增多背景下，部分地區干旱事件發生頻率呈增加趨勢［3-5］。2022年7～8月，長江流域降雨量較常年同期偏少5成以上；8月中下旬，長江干流及洞庭湖、鄱陽湖水位創有實測記錄以來同期最低水位［6-8］。旱情發展迅速，四川、重慶、湖北、湖南、江西、安徽6省（市）人畜飲用水、灌溉用水等受到不同程度的影響，長江流域“汛期反枯”異常現象引發社會各界的廣泛關注。

目前的枯水頻率分析主要針對枯水期徑流序列進行分析研究，國內尤其是南方濕潤地區目前關于汛期干旱事件的研究相對薄弱。例如，萬東輝等［9］以西江流域控制性水文站最枯月徑流、枯水期平均徑流序列作為頻率分析的特征指標，分析了不同線型、不同頻率區間內枯水設計值的誤差變化趨勢。閆寶偉等［10］采用多變量核密度估計方法對枯水期徑流進行兩變量的頻率分析，研究了長江上游枯水頻率的特征。魏玲娜等［11］以淮河上游紫羅山流域為研究對象，分析其歷年枯季最小7 d平均流量，確定了該流域枯水頻率最優擬合線型。與以往干旱研究重點關注的枯水期有所不同，2022年長江流域發生了“汛期反枯”且偏枯嚴重的現象，厘清2022年汛期的枯水情勢，對探究長江流域旱情變化規律、加強水資源統一調度管理、有效提升旱情應對能力等方面均具有重要參考意義。本文基于長江流域干流及兩湖主要控制站1952～2022年汛期天然月平均流量序列，分析2022年典型控制斷面的汛期枯水情勢，以期為長江流域干旱分析研究及其應對策略制定提供技術支撐。

1 2022年長江流域汛期枯水水雨情概述

2022年6～10月，長江流域面平均降水量為458.0 mm，較30 a均值偏少30%，為1961年以來同期最少。從空間分布上看，除長江源區降水偏多外，流域其余地區整體偏少，且大部地區偏少20%以上，其中長江中游干流及兩湖水系局地偏少50%以上；從時間上看，6月中旬長江流域出現降水豐枯轉折的現象。受持續高溫少雨影響，長江干支流來水偏少，7～10月干流漢口、大通等站水量均偏少3成多，中下游干流控制站實測水位打破8月同期歷史最低水位記錄，荊江三口中太平口、藕池口提前近3個月斷流，長江流域出現汛期流域性嚴重枯水的異常現象。圖1為長江干支流主要控制站2022年7～10月枯水水情。

2022年長江流域汛期水雨情形勢階段性明顯。長江中下游主要站6月出現年最高水位，7月上旬水位由較歷史同期偏高轉為偏低。7月中旬至9月中旬，長江流域降水偏少范圍擴大，流域降水量偏少4成，上中下游來水同枯，偏枯程度加劇，流域整體來水偏少近5成，各站水位較歷史同期均值明顯偏低，8月開始中下游干流及兩湖主要控制站最低水位均排歷史同期最低。9月下旬至10月，長江上游受降水影響來水有所增加，枯水情勢略有緩解，但中下游枯水態勢持續發展。按照水利部“三個精準”（精準范圍、精準對象、精準措施）要求及部署，分別于8月16日和9月12日啟動兩次長江流域水庫群抗旱保供水聯合調度專項行動，調度流域75座大中型水庫進行精準補水，以滿足水位、流量及時限要求，累計補水61.60億m3；10月上中旬組織實施抗咸潮補水調度，10月2～11日調度三峽水庫加大至12 500 m3/s下泄，共向下游補水41.53億m3，為壓制長江口咸潮、上海市長江口水源地引水補庫創造了更加有利的條件。

由于來水嚴重偏少，加上用電負荷顯著增加，長江上游梯級水庫群2022年9月初蓄水量明顯偏少。截止9月1日，上游水庫群死水位以上蓄水量僅153.8億m3，比近5 a均值少114.3億m3；正常蓄水位以下待蓄水量達537.2億m3，比近5 a均值多246.3億m3。長江上游水庫群聯合蓄水調度面臨前期水庫群蓄量少、來水少、待蓄水量多和枯水期供水形勢嚴峻等多重困難。

2 資料和方法

受水文（位）站點變遷、干支流河道演變及梯級水庫群運行影響，長江干支流實測水位資料常不滿足一致性要求，不宜直接進行頻率分析。本文根據長系列流量序列（考慮了梯級水庫調蓄影響）進行2022年汛期枯水重現期分析。收集整理納入2022年長江流域聯合調度的51座控制性水庫的調度運行資料［12］，包括水庫調度方案、庫容曲線及其壩前水位、庫容、出庫流量等實際運行資料，采用水量平衡法推求宜昌、螺山、漢口、大通站及洞庭“四水合成”（湘江、資水、沅水、澧水）、鄱陽“五河合成”（贛江、撫河、信江、饒河、修水）1952～2022年還原后的月平均流量。

頻率曲線采用P-Ⅲ型曲線，參數估計方法采用適線法［13-14］。基于理論頻率曲線分析計算兩湖及干流典型控制斷面的枯水重現期，采用B值諾模圖方法估計2022年汛期各時段設計流量的抽樣誤差，計算公式如下［15］：

σ=S/√n·B

式中：σ為抽樣誤差，S為序列標準差，n為樣本容量，B為根據設計頻率和偏態系數查諾模圖所得的系數值。根據抽樣誤差和經驗頻率分析綜合評定其重現期。

枯水地區組成分析方法采用典型年法，分析計算2022年8～9月干流螺山、漢口、大通等站枯水地區組成，并與歷史同期的多年平均和來水較枯的1972，1978，2006，2011年等典型年的來水組成進行對比分析。

3 2022年汛期枯水重現期

3.1 洞庭湖枯水重現期

洞庭湖四水2022年7～10月合成流量重現期分析結果見表1。可以看出，7月洞庭湖水系來水略偏枯，枯水重現期約2 a一遇。進入8月后，來水急劇減小，來水量為71 a來同期最小，枯水重現期為93 a一遇。9月和10月來水持續偏枯，來水量均為71 a來同期最小，根據理論頻率曲線推算的枯水重現期均超100 a一遇。

總體而言，洞庭湖水系2022年7～10月來水量為71 a中同期系列的第二位，枯水重現期約30 a一遇。

3.2 鄱陽湖枯水重現期

鄱陽湖五河2022年7～10月合成流量重現期分析結果見表2。可以看出，鄱陽湖水系2022年豐枯變化特征與洞庭湖水系相似。7月鄱陽湖水系來水略偏枯，枯水重現期約3 a一遇。進入8月后，來水急劇減小，來水量為71 a中同期枯水來水排序的第二位，根據理論頻率曲線推算的枯水重現期為36 a一遇。9月和10月持續偏枯，來水量均為71 a來同期最小，根據理論頻率曲線推算的枯水重現期分別為76 a一遇、71 a一遇。

總體而言，鄱陽湖水系2022年7～10月來水量為71 a中同期枯水系列的第六位，枯水重現期約10 a一遇。

3.3 干流枯水重現期

長江干流宜昌、螺山、漢口、大通站2022年7～10月重現期分析結果見表3。可以看出，7月長江上游來水偏枯，宜昌站枯水重現期約80 a一遇，中下游來水較多年平均略偏小，螺山、漢口、大通站枯水重現期不到20 a一遇。8月長江上游持續退水，宜昌的枯水重現期約60 a一遇，加之兩湖水系來水急劇減小，螺山、漢口、大通等站水量均為71 a來最小。9月長江上游宜昌的天然來水重現期約10 a一遇，干流螺山、漢口站枯水重現期約20～30 a一遇，大通站來水量仍為71 a來同期最小。10月長江上游宜昌的天然來水重現期約5 a一遇，干流螺山、漢口、大通站枯水重現期約15～25 a一遇。

3.4 流域枯水重現期確定

由前文分析可知，2022年長江流域主要控制斷面的枯水重現期均較大，因此有必要分析其頻率分析結果的不確定性。采用B值諾模圖法分析了3.1～3.3節中理論頻率結果中較大重現期的相對誤差，結果見表4。可以看出，當枯水重現期較大時，抽樣產生的相對誤差也較大，其中洞庭湖四水合成9月和10月平均流量序列的抽樣誤差達15%以上。因此，結合經驗頻率分析結果對實測系列排序的枯水重現期進行修正，結果見表5。

可以看出，洞庭湖、鄱陽湖水系來水在2022年7月偏枯，枯水重現期約2～3 a一遇；8～10月份兩湖水系來水均為71 a來同期最小或次小，部分月份枯水重現期超70 a一遇。長江中下游干流8月份出現超70 a一遇枯水，來水量均為歷史同期實測最小。7～10月整體長江上游和螺山站枯水重現期約30～60 a一遇，漢口、大通站來水量為實測同期最小。

綜上所述，從重現期分析和不確定性分析來看，2022年長江流域發生了極端干旱。

4 2022年汛期枯水地區組成

根據第3節中的分析研究，2022年長江流域8～9月份偏枯程度相對7月和10月更嚴重。分析了干流螺山、漢口、大通等站枯水地區組成，并與歷史同期的多年平均和來水較枯的1972，1978，2006，2011年等典型年的來水組成進行對比，見表6～7和圖2～3。

從表6和圖2中可以看出，2022年8月，長江干流及兩湖來水均嚴重偏少，螺山、漢口、大通站及兩湖來水為近70余年來的第一或第二位枯水年份，各站來水量占大通站的比例與多年平均同期來水占比接近。從2022年8月水量分析，上下游來水同枯，干流宜昌站以下各站水量較2006年更小，兩湖水量為歷年最小，與1978年接近；從大通站以上水量的地區組成分析，干流各地區組成占比與多年平均情況類似，兩湖與1978年類似，占比偏小。

從表7和圖3中可以看出，2022年9月，長江干流及兩湖來水仍嚴重偏少，螺山、漢口站來水與2006年接近，來水量僅占多年平均同期的一半左右；兩湖持續嚴重偏枯，為近70余年來的最枯年份，來水量不足多年平均同期的20%；大通站也為近70余年來的最枯年份，來水量不足多年平均同期的一半。從2022年9月水量分析，上下游來水量均顯著偏枯，干流宜昌站以下各站水量與2006年接近，兩湖水量為歷年最小，與1978年接近；從大通站以上水量的地區組分析，與1978年有所相似，干流宜昌、螺山、漢口各站來水占大通站比例較多年平均占比偏高，兩湖顯著偏低。

綜上所述，2022年8月和9月長江流域在水量方面表現為上下同枯、干支同枯，干流宜昌站以下各站水量較2006年接近或更小，兩湖水量為歷年最小，與1978年接近；在占比方面，螺山、漢口、大通站8月來水量占大通站的比例與多年平均同期來水占比接近，在9月相對偏高；而兩湖8月和9月來水占大通站的比例均顯著偏小。從枯水地區組成來看，2022年長江流域汛期枯水情勢為流域性枯水。

5 2022年長江流域梅雨情勢

長江中下游梅雨是中國夏季旱澇的重要特征之一，也是東亞大氣環流主要環流系統如西太平洋副高和東亞阻塞高壓等相互作用的集中體現［16］。長江中下游梅雨豐枯能反映中國夏季旱澇的主要特點，分析其特性對區域氣候研究、極端降雨預測和水旱災害防御具有重要意義［17］。長江中下游典型枯水年的梅雨情勢見表8。可以看出，2022年長江中下游5月29日入梅，較常年（6月14日）偏早16 d；7月8日出梅，較常年（7月16日）偏早8 d；梅雨期長度為40 d，較常年（32 d）偏長8 d；梅雨期總降水量為258.3 mm，較常年均值（318.2 mm）偏少18.8%。2022年長江中下游梅雨偏早、梅雨量偏少，是導致本次流域性干旱的主要原因之一。

從其他枯水典型年來看，1972，1978，2006年和2022年梅雨季雨量均明顯偏少。其中，2006年梅雨季長度和雨量與2022年最相似，梅雨期較長但梅雨量顯著偏小；1972年和1978年較相似，梅雨期較短且梅雨量偏小。

通常長江中下游6～7月份為梅雨期，隨后受副熱帶高壓影響高溫少雨，容易出現“伏旱”現象。如果預報梅雨期偏早且梅雨量較小，則極易發生夏秋連旱的情況。

6 結論與啟示

本文基于長江流域干支流主要控制站1952～2022年天然汛期月平均流量序列，分析了長江流域2022年“汛期反枯”情勢，主要結論如下：

（1） 洞庭湖、鄱陽湖水系來水在2022年7月份略偏枯，枯水重現期約2～3 a一遇；8～10月份兩湖水系來水均為71 a來同期最小或次小，部分月份枯水重現期超70 a一遇。長江中下游干流8月份出現超70 a一遇枯水，來水量均為歷史同期實測最小。7～10月整體長江上游和螺山站枯水重現期約30～60 a一遇，漢口、大通站來水量為實測同期最小。在來水組成方面，8月和9月長江流域表現為上下同枯、干支同枯。2022年長江流域汛期枯水情勢為流域性極端枯水。

（2） 2022年長江中下游梅雨偏早，梅雨量偏少，是導致長江中下游流域性極端干旱的主要原因之一。通常長江中下游6～7月份為梅雨期，如預報梅雨期偏早且梅雨期實際降水量較小，疊加較頻繁的“伏旱”現象，則容易發生夏秋連旱的情況，建議實時滾動研判流域水雨情及防洪情勢，在確保防洪安全的前提下，積極開展梯級水庫群汛期運行水位動態控制和提前蓄水調度等相關工作，充分發揮長江流域已建梯級水庫群巨大的調蓄能力，更加有效應對類似枯水情勢。

（3） 建議深入開展枯水分析技術研究工作，厘清特大干旱的孕災機理。在完善流域和區域水網及水利工程建設基礎上，著力提高抗旱能力的基礎建設。進一步加強水資源動態評價工作，根據實時水雨情及預報信息及時預報預警；修編完善枯水應急預案，科學精細優化流域水工程聯合調度，進一步充分發揮水工程應對流域旱情的綜合效益。

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（編輯：謝玲嫻）

Analysis on low water regime during flood season in Yangtze River Basin in 2022

ZHANG Mingbo，XIONG Feng，WANG Dong

（Bureau of Hydrology，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China）

Abstract：

In 2022，the Yangtze River Basin experienced a severe drought during the flood season.In order to quantitatively explore the low water regime during flood season in Yangtze River Basin in 2022，based on monthly average flow series of some control stations on Yangtze River main stream，Dongting Lake and Poyang Lake from 1952 to 2022 （taking into account the regulation effect of cascade reservoirs），this paper used P-Ⅲ distribution and curve fitting method to analyze the drought return periods of the main control stations，and discussed the uncertainty of drought return periods based on the B-value nomograph method.The inflow regional composition of Yangtze River Basin in August and September 2022 was analyzed by typical year method.The results showed that：① In terms of water amount，the water volume from August to October 2022 in Dongting Lake and Poyang Lake was the smallest or the second smallest one during the same period in 71 years，and some return periods exceed 70 years.In August 2022，the inflow in midstream and downstream of Yangtze River was the smallest in the history of same period with return period greater than 70 years.The return period in July to October 2022 was about 30～60 years in the upper reaches of the Yangtze River and Luoshan Station，and the inflow of Hankou and Datong Station was the smallest in the same period.The results of return period analysis indicated that an extreme drought occurred in the Yangtze River Basin in 2022.② In terms of the inflow regional composition，the upstream，midstream and downstream of Yangtze River，mainstream and tributaries of Yangtze River all exhibited a severe drought.The proportion of inflow of Luoshan and Hankou Station in that of Datong Station in August and September 2022 was close to or higher than the multi-year average proportion；while the proportion of inflow of Dongting Lake and Poyang Lake in that of Datong Station was significantly smaller in both August and September.From the perspective of inflow regional composition，the drought in the Yangtze River Basin in 2022 was basin-drought.③ In 2022，the early and low plum rains in the middle and lower reaches of the Yangtze River were one of the main causes of the basin-drought.The impoundment situation of cascade reservoirs in the basin was serious.If the plum rains are forecasted to be early and small，the consecutive summer and autumn droughts are likely to occur.The research results can provide technical support for drought analysis and research in the Yangtze River Basin，strengthening the unified water resources scheduling and management，and effectively improving the ability to cope with drought.

Key words：

drought in Yangtze River Basin of 2022；low water regime；return period；regional composition of low water；plum rain

收稿日期：2023-01-16

基金項目：國家自然科學基金長江水科學研究聯合基金項目（U2240201）

作者簡介：張明波，男，正高級工程師，碩士，主要從事水文水資源分析研究工作。E-mail：zhangmb@cjh.com.cn

通信作者：熊 豐，男，工程師，博士，主要從事水文水資源分析研究工作。E-mail：fxiong07@foxmail.com