2022年长江流域汛期枯水情势分析

张明波　熊丰　王栋

摘要：2022年长江流域出现“汛期反枯”且偏枯严重的异常现象。为定量探讨2022年长江流域汛期枯水情势，基于长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水系主要控制站1952～2022年汛期月平均流量序列（考虑了梯级水库调蓄影响），采用P-Ⅲ曲线和适线法分析了干支流主要控制站点的枯水重现期，并基于B值诺模图法探讨了枯水重现期的不确定性，采用典型年法分析了长江流域2022年8月和9月的枯水地区组成。结果表明：① 在水量方面，洞庭湖、鄱阳湖两湖水系2022年8～10月来水均为71 a来同期最小或次小，部分月份枯水重现期超70 a一遇。长江中、下游干流8月出现超70 a一遇枯水，来水量均为历史同期实测最小。7～10月长江上游和螺山站枯水重现期约30～60 a一遇，汉口、大通站来水量为实测同期最小。从重现期分析结果来看，2022年长江流域发生了极端干旱。② 在来水组成方面，2022年8月和9月长江流域表现为上下同枯、干支同枯，在此期间，螺山、汉口等站来水量占大通站的比例与多年平均占比接近或偏高，而两湖来水占大通站的比例均显著偏小。从枯水地区组成来看，2022年长江流域枯水情势为流域性枯水。③ 2022年长江中下游梅雨偏早、梅雨量偏少，是导致长江中下游流域性干旱的主要原因之一，流域内梯级水库群蓄水形势严峻；如果预报梅雨期偏早且梅雨量较小，则容易发生夏秋连旱的情况。研究成果可为长江流域干旱分析研究、加强水资源统一调度管理、有效提升旱情应对能力等方面提供技术支撑。

关 键 词：2022年长江流域干旱； 枯水情势； 重现期； 枯水地区组成； 梅雨

中图法分类号： TV122

文献标志码： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.04.001

0 引 言

旱灾是世界上最严重的自然灾害之一，具有覆盖范围广、持续时间长、发生缓慢但恢复所需时间长等特点，严重威胁正常的农业生产、生态环境和社会生活［1-2］。在全球气温升高、极端气候事件增多背景下，部分地区干旱事件发生频率呈增加趋势［3-5］。2022年7～8月，長江流域降雨量较常年同期偏少5成以上；8月中下旬，长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水位创有实测记录以来同期最低水位［6-8］。旱情发展迅速，四川、重庆、湖北、湖南、江西、安徽6省（市）人畜饮用水、灌溉用水等受到不同程度的影响，长江流域“汛期反枯”异常现象引发社会各界的广泛关注。

目前的枯水频率分析主要针对枯水期径流序列进行分析研究，国内尤其是南方湿润地区目前关于汛期干旱事件的研究相对薄弱。例如，万东辉等［9］以西江流域控制性水文站最枯月径流、枯水期平均径流序列作为频率分析的特征指标，分析了不同线型、不同频率区间内枯水设计值的误差变化趋势。闫宝伟等［10］采用多变量核密度估计方法对枯水期径流进行两变量的频率分析，研究了长江上游枯水频率的特征。魏玲娜等［11］以淮河上游紫罗山流域为研究对象，分析其历年枯季最小7 d平均流量，确定了该流域枯水频率最优拟合线型。与以往干旱研究重点关注的枯水期有所不同，2022年长江流域发生了“汛期反枯”且偏枯严重的现象，厘清2022年汛期的枯水情势，对探究长江流域旱情变化规律、加强水资源统一调度管理、有效提升旱情应对能力等方面均具有重要参考意义。本文基于长江流域干流及两湖主要控制站1952～2022年汛期天然月平均流量序列，分析2022年典型控制断面的汛期枯水情势，以期为长江流域干旱分析研究及其应对策略制定提供技术支撑。

1 2022年长江流域汛期枯水水雨情概述

2022年6～10月，长江流域面平均降水量为458.0 mm，较30 a均值偏少30%，为1961年以来同期最少。从空间分布上看，除长江源区降水偏多外，流域其余地区整体偏少，且大部地区偏少20%以上，其中长江中游干流及两湖水系局地偏少50%以上；从时间上看，6月中旬长江流域出现降水丰枯转折的现象。受持续高温少雨影响，长江干支流来水偏少，7～10月干流汉口、大通等站水量均偏少3成多，中下游干流控制站实测水位打破8月同期历史最低水位记录，荆江三口中太平口、藕池口提前近3个月断流，长江流域出现汛期流域性严重枯水的异常现象。图1为长江干支流主要控制站2022年7～10月枯水水情。

2022年长江流域汛期水雨情形势阶段性明显。长江中下游主要站6月出现年最高水位，7月上旬水位由较历史同期偏高转为偏低。7月中旬至9月中旬，长江流域降水偏少范围扩大，流域降水量偏少4成，上中下游来水同枯，偏枯程度加剧，流域整体来水偏少近5成，各站水位较历史同期均值明显偏低，8月开始中下游干流及两湖主要控制站最低水位均排历史同期最低。9月下旬至10月，长江上游受降水影响来水有所增加，枯水情势略有缓解，但中下游枯水态势持续发展。按照水利部“三个精准”（精准范围、精准对象、精准措施）要求及部署，分别于8月16日和9月12日启动两次长江流域水库群抗旱保供水联合调度专项行动，调度流域75座大中型水库进行精准补水，以满足水位、流量及时限要求，累计补水61.60亿m3；10月上中旬组织实施抗咸潮补水调度，10月2～11日调度三峡水库加大至12 500 m3/s下泄，共向下游补水41.53亿m3，为压制长江口咸潮、上海市长江口水源地引水补库创造了更加有利的条件。

由于来水严重偏少，加上用电负荷显著增加，长江上游梯级水库群2022年9月初蓄水量明显偏少。截止9月1日，上游水库群死水位以上蓄水量仅153.8亿m3，比近5 a均值少114.3亿m3；正常蓄水位以下待蓄水量达537.2亿m3，比近5 a均值多246.3亿m3。长江上游水库群联合蓄水调度面临前期水库群蓄量少、来水少、待蓄水量多和枯水期供水形势严峻等多重困难。

2 资料和方法

受水文（位）站点变迁、干支流河道演变及梯级水库群运行影响，长江干支流实测水位资料常不满足一致性要求，不宜直接进行频率分析。本文根据长系列流量序列（考虑了梯级水库调蓄影响）进行2022年汛期枯水重现期分析。收集整理纳入2022年长江流域联合调度的51座控制性水库的调度运行资料［12］，包括水库调度方案、库容曲线及其坝前水位、库容、出库流量等实际运行资料，采用水量平衡法推求宜昌、螺山、汉口、大通站及洞庭“四水合成”（湘江、资水、沅水、澧水）、鄱阳“五河合成”（赣江、抚河、信江、饶河、修水）1952～2022年还原后的月平均流量。

频率曲线采用P-Ⅲ型曲线，参数估计方法采用适线法［13-14］。基于理论频率曲线分析计算两湖及干流典型控制断面的枯水重现期，采用B值诺模图方法估计2022年汛期各时段设计流量的抽样误差，计算公式如下［15］：

σ=S/√n·B

式中：σ为抽样误差，S为序列标准差，n为样本容量，B为根据设计频率和偏态系数查诺模图所得的系数值。根据抽样误差和经验频率分析综合评定其重现期。

枯水地区组成分析方法采用典型年法，分析计算2022年8～9月干流螺山、汉口、大通等站枯水地区组成，并与历史同期的多年平均和来水较枯的1972，1978，2006，2011年等典型年的来水组成进行对比分析。

3 2022年汛期枯水重现期

3.1 洞庭湖枯水重现期

洞庭湖四水2022年7～10月合成流量重现期分析结果见表1。可以看出，7月洞庭湖水系来水略偏枯，枯水重现期约2 a一遇。进入8月后，来水急剧减小，来水量为71 a来同期最小，枯水重现期为93 a一遇。9月和10月来水持续偏枯，来水量均为71 a来同期最小，根据理论频率曲线推算的枯水重现期均超100 a一遇。

总体而言，洞庭湖水系2022年7～10月来水量为71 a中同期系列的第二位，枯水重现期约30 a一遇。

3.2 鄱阳湖枯水重现期

鄱陽湖五河2022年7～10月合成流量重现期分析结果见表2。可以看出，鄱阳湖水系2022年丰枯变化特征与洞庭湖水系相似。7月鄱阳湖水系来水略偏枯，枯水重现期约3 a一遇。进入8月后，来水急剧减小，来水量为71 a中同期枯水来水排序的第二位，根据理论频率曲线推算的枯水重现期为36 a一遇。9月和10月持续偏枯，来水量均为71 a来同期最小，根据理论频率曲线推算的枯水重现期分别为76 a一遇、71 a一遇。

总体而言，鄱阳湖水系2022年7～10月来水量为71 a中同期枯水系列的第六位，枯水重现期约10 a一遇。

3.3 干流枯水重现期

长江干流宜昌、螺山、汉口、大通站2022年7～10月重现期分析结果见表3。可以看出，7月长江上游来水偏枯，宜昌站枯水重现期约80 a一遇，中下游来水较多年平均略偏小，螺山、汉口、大通站枯水重现期不到20 a一遇。8月长江上游持续退水，宜昌的枯水重现期约60 a一遇，加之两湖水系来水急剧减小，螺山、汉口、大通等站水量均为71 a来最小。9月长江上游宜昌的天然来水重现期约10 a一遇，干流螺山、汉口站枯水重现期约20～30 a一遇，大通站来水量仍为71 a来同期最小。10月长江上游宜昌的天然来水重现期约5 a一遇，干流螺山、汉口、大通站枯水重现期约15～25 a一遇。

3.4 流域枯水重现期确定

由前文分析可知，2022年长江流域主要控制断面的枯水重现期均较大，因此有必要分析其频率分析结果的不确定性。采用B值诺模图法分析了3.1～3.3节中理论频率结果中较大重现期的相对误差，结果见表4。可以看出，当枯水重现期较大时，抽样产生的相对误差也较大，其中洞庭湖四水合成9月和10月平均流量序列的抽样误差达15%以上。因此，结合经验频率分析结果对实测系列排序的枯水重现期进行修正，结果见表5。

可以看出，洞庭湖、鄱阳湖水系来水在2022年7月偏枯，枯水重现期约2～3 a一遇；8～10月份两湖水系来水均为71 a来同期最小或次小，部分月份枯水重现期超70 a一遇。长江中下游干流8月份出现超70 a一遇枯水，来水量均为历史同期实测最小。7～10月整体长江上游和螺山站枯水重现期约30～60 a一遇，汉口、大通站来水量为实测同期最小。

综上所述，从重现期分析和不确定性分析来看，2022年长江流域发生了极端干旱。

4 2022年汛期枯水地区组成

根据第3节中的分析研究，2022年长江流域8～9月份偏枯程度相对7月和10月更严重。分析了干流螺山、汉口、大通等站枯水地区组成，并与历史同期的多年平均和来水较枯的1972，1978，2006，2011年等典型年的来水组成进行对比，见表6～7和图2～3。

从表6和图2中可以看出，2022年8月，长江干流及两湖来水均严重偏少，螺山、汉口、大通站及两湖来水为近70余年来的第一或第二位枯水年份，各站来水量占大通站的比例与多年平均同期来水占比接近。从2022年8月水量分析，上下游来水同枯，干流宜昌站以下各站水量较2006年更小，两湖水量为历年最小，与1978年接近；从大通站以上水量的地区组成分析，干流各地区组成占比与多年平均情况类似，两湖与1978年类似，占比偏小。

从表7和图3中可以看出，2022年9月，长江干流及两湖来水仍严重偏少，螺山、汉口站来水与2006年接近，来水量仅占多年平均同期的一半左右；两湖持续严重偏枯，为近70余年来的最枯年份，来水量不足多年平均同期的20%；大通站也为近70余年来的最枯年份，来水量不足多年平均同期的一半。从2022年9月水量分析，上下游来水量均显著偏枯，干流宜昌站以下各站水量与2006年接近，两湖水量为历年最小，与1978年接近；从大通站以上水量的地区组分析，与1978年有所相似，干流宜昌、螺山、汉口各站来水占大通站比例较多年平均占比偏高，两湖显著偏低。

综上所述，2022年8月和9月长江流域在水量方面表现为上下同枯、干支同枯，干流宜昌站以下各站水量较2006年接近或更小，两湖水量为历年最小，与1978年接近；在占比方面，螺山、汉口、大通站8月来水量占大通站的比例与多年平均同期来水占比接近，在9月相对偏高；而两湖8月和9月来水占大通站的比例均显著偏小。从枯水地区组成来看，2022年长江流域汛期枯水情势为流域性枯水。

5 2022年长江流域梅雨情势

长江中下游梅雨是中国夏季旱涝的重要特征之一，也是东亚大气环流主要环流系统如西太平洋副高和东亚阻塞高压等相互作用的集中体现［16］。长江中下游梅雨丰枯能反映中国夏季旱涝的主要特点，分析其特性对区域气候研究、极端降雨预测和水旱灾害防御具有重要意义［17］。长江中下游典型枯水年的梅雨情势见表8。可以看出，2022年长江中下游5月29日入梅，较常年（6月14日）偏早16 d；7月8日出梅，较常年（7月16日）偏早8 d；梅雨期長度为40 d，较常年（32 d）偏长8 d；梅雨期总降水量为258.3 mm，较常年均值（318.2 mm）偏少18.8%。2022年长江中下游梅雨偏早、梅雨量偏少，是导致本次流域性干旱的主要原因之一。

从其他枯水典型年来看，1972，1978，2006年和2022年梅雨季雨量均明显偏少。其中，2006年梅雨季长度和雨量与2022年最相似，梅雨期较长但梅雨量显著偏小；1972年和1978年较相似，梅雨期较短且梅雨量偏小。

通常长江中下游6～7月份为梅雨期，随后受副热带高压影响高温少雨，容易出现“伏旱”现象。如果预报梅雨期偏早且梅雨量较小，则极易发生夏秋连旱的情况。

6 结论与启示

本文基于长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，分析了长江流域2022年“汛期反枯”情势，主要结论如下：

（1） 洞庭湖、鄱阳湖水系来水在2022年7月份略偏枯，枯水重现期约2～3 a一遇；8～10月份两湖水系来水均为71 a来同期最小或次小，部分月份枯水重现期超70 a一遇。长江中下游干流8月份出现超70 a一遇枯水，来水量均为历史同期实测最小。7～10月整体长江上游和螺山站枯水重现期约30～60 a一遇，汉口、大通站来水量为实测同期最小。在来水组成方面，8月和9月长江流域表现为上下同枯、干支同枯。2022年长江流域汛期枯水情势为流域性极端枯水。

（2） 2022年长江中下游梅雨偏早，梅雨量偏少，是导致长江中下游流域性极端干旱的主要原因之一。通常长江中下游6～7月份为梅雨期，如预报梅雨期偏早且梅雨期实际降水量较小，叠加较频繁的“伏旱”现象，则容易发生夏秋连旱的情况，建议实时滚动研判流域水雨情及防洪情势，在确保防洪安全的前提下，积极开展梯级水库群汛期运行水位动态控制和提前蓄水调度等相关工作，充分发挥长江流域已建梯级水库群巨大的调蓄能力，更加有效应对类似枯水情势。

（3） 建议深入开展枯水分析技术研究工作，厘清特大干旱的孕灾机理。在完善流域和区域水网及水利工程建设基础上，着力提高抗旱能力的基础建设。进一步加强水资源动态评价工作，根据实时水雨情及预报信息及时预报预警；修编完善枯水应急预案，科学精细优化流域水工程联合调度，进一步充分发挥水工程应对流域旱情的综合效益。

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（编辑：谢玲娴）

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：国家自然科学基金长江水科学研究联合基金项目（U2240201）

作者简介：张明波，男，正高级工程师，硕士，主要从事水文水资源分析研究工作。E-mail：zhangmb@cjh.com.cn

通信作者：熊 丰，男，工程师，博士，主要从事水文水资源分析研究工作。E-mail：fxiong07@foxmail.com