0.3 洪水分析
0.3.1 洪水特征
0.3.1.1 洪峰
2016年长江中下游干流及两湖出口主要控制站的洪峰水位列有实测记录以来第3～7位，其中大通以下江段主要站洪峰水位列第3～4位（为1998年以来最高水位）；九江、大通站洪峰流量均列有实测记录以来第7位，螺山、汉口等干流主要站洪峰流量列有实测记录以来第25～30位。
长江中下游干流监利以下江段及“两湖”出口主要控制站洪峰水位超警幅度为0.51～1.97m，其中七里山站超警1.97m；各站水位超警历时8～30d，其中莲花塘、汉口、九江、大通站超警历时分别为26d、18d、29d、26d。
0.3.1.2 径流量
2016年长江流域径流量总体偏多，时空分布不均。在时程分布上，径流量前多后少；在空间分布上，上游基本正常，中下游偏多，嘉陵江、汉江严重偏少。其中，长江上游金沙江、支流岷江、上游干流寸滩站以及三峡水库径流量均偏少不足1成，支流嘉陵江偏少超3成，支流乌江偏多超2成；中游干流汉口站正常略偏多，下游干流大通站偏多超1成，汉江上游丹江口水库偏少4成，洞庭湖“四水”[1]鄱阳湖“五河”[2]合成径流量偏多2～4成。
0.3.2 洪水还原及重现期分析
考虑水库群调度影响，还原长江中下游干支流主要控制站的水位、流量过程。选取年最大7d、15d、30d总入流洪量系列，进行重现期计算，见表0.3-1。2016年长江干流汉口以上江段洪水重现期为3～5年，小于1996年；汉口—大通江段洪水重现期接近10年，与1996年相当。其中，螺山、汉口、大通站的最大30d洪量重现期分别为4年、5年和8年，大通站最大7d洪量重现期约为13年。
表0.3-1 2016年长江中下游干流主要控制站总入流洪量与1996年对比
还原后长江中下游干流沙市及以下江段将全线超警，见表0.3-2。莲花塘—螺山江段将超过保证水位，其中，莲花塘—大通江段超警历时26～29d，莲花塘—螺山江段超保历时7d。
表0.3-2 2016年长江中下游干流主要控制站水位实测与还原分析
2016年莲花塘—螺山江段还原洪峰水位接近1996年，汉口以下江段还原洪峰水位较1996年偏高0.10～0.35m；但还原后的螺山、汉口及大通站30d洪量均较1996年偏小1成左右，出现洪峰水位偏高、洪量偏小的情况。
0.3.3 与典型历史洪水比较
近30年以来，长江流域先后于1995年、1996年、1999年、2002年发生中下游型区域性大洪水和1998年流域性大洪水。2016年洪水与典型历史洪水对比如下。
0.3.3.1 降雨情况
2016年最强降雨过程（6月30日至7月6日）与1996年7月13—18日、1998年7月19—25日、1999年6月21日至7月2日、2002年6月18—25日的暴雨过程从降雨强度、过程历时、强雨区等方面对比情况见表0.3-3。
表0.3-3 典型致洪暴雨过程比较
从过程历时上看，除1999年略长外，其他年份均在6～8d；强降雨区、雨带形状各不相同，2016年与1996年相似性更高，长江中下游干流附近的降雨以1999年和2016年为最强；从单站累积雨量看，1998年最大，2016年次之。从各雨量等级的笼罩面积来看，1999年最大，2016年次之。
综上，2016年最强降雨过程（6月30日至7月6日）与1996年最强降雨过程（7月13—18日）较为相似，均为造成长江中下游型大洪水的典型暴雨过程。其中，2016年降雨中心位于中下游干流附近和两湖水系的北部，1996年降雨中心位于中下游干流以北和洞庭湖水系，雨带均呈西南东北走向，2016年位置较1996年略偏东偏北。2016年不同量级降雨笼罩面积均较1996年大，其中，250mm以上笼罩面积2016年比1996年大8.9万km2，50～100mm笼罩面积2016年比1996年大16.9万km2，偏大程度均达1倍左右。
0.3.3.2 洪水情况
从洪峰水位来看，2016年长江中下游干流主要控制站总体较1995年、2002年高，较1998年低，大通以下江段较1999年高；与1996年最为接近，九江以上江段洪峰水位略低于1996年，安庆以下江段洪峰水位略高于1996年。详见表0.3-4和表0.3-5。
表0.3-4 2016年长江流域各主要站年最高水位特征值与典型大水年的对比
注 1.历史最高洪峰水位均值统计截至2015年。
2.由于向家坝站建站时间较短，故不对其作排序分析。
从水位超警、超保历时来看，2016年受上游水库的拦蓄影响，中下游干流各站均未超过保证水位，超警历时较1996年偏短6～25d。
从洪峰流量看，2016年螺山站最大流量仅为52100m3/s，较1996年（67500m3/s）偏小2成；汉口站最大流量为57200m3/s，较1996年（70300m3/s）偏小2成；大通站最大流量为71000m3/s，较1996年（75000m3/s）略偏小。
从洪量来看，大通总入流（实测）最大7d洪量大于其他典型年，最大15d接近1999年，次于1998年。
从螺山、汉口、大通及洞庭湖、鄱阳湖总入流（实测）洪水组成看，2016年区间来水占比明显偏大，远超1996年及其他典型年，且统计时段越短越突出，充分说明区间来水较为集中，对抬升干流水位起到了关键作用。
表0.3-5 2016年长江中下游干支流主要控制站洪峰特征值与1996年的对比
注 芜湖、马鞍山的警戒水位发生变更，分别从原来的10.87m、9.00m调整为11.20m、10.00m；水阳江新河庄站水位连续超警戒水位42d，列2016年主要支流控制站超警戒水位时长第1位。
分析表明，2016年洪水与1996年洪水在降雨落区及强度、洪水量级等方面具有一定的相似性，同为长江中下游型区域性大洪水。
0.3.4 支流洪水
2016年汛期，长江中下游多条支流发生超保证、超历史的大洪水或特大洪水，各有关省水文部门对发生在辖区内的洪水进行了综合分析和评价，其分析成果见表0.3-6。总体上看，2016年洪水区域性特征较突出和典型，但也存在差异性。湖北境内的清江、鄂东北等区域普遍出现超保证、超历史特大洪水，洪水量级大于1998年；湖南境内的资水发生历史第1位的特大洪水；江西境内的修水、饶河发生历史第2位的大洪水或中洪水，洪水量级大于1999年，仅次于1998年；安徽“三江”流域[3]、巢湖流域等地区普遍发生历史第1、第2位的大洪水，洪水量级大于1998年和1999年。
表0.3-6 2016年长江中下游主要支流洪水分析成果
❷ 鄂东北诸支流包括涢水隔蒲潭站、澴水花园站、府澴河卧龙潭站、滠水长轩岭站、倒水李家集站、举水柳子港站、巴水马家潭站、蕲水西河驿站的来水。
续表
0.3.5 洪水特点及高水位成因
（1）中下游干流洪量不大，水位偏高，高水位持续时间长。
2016年洪水期间，干流监利以下江段全线超警，各主要站洪峰水位居有历史记录以来的第3～7位。其中，莲花塘站7月7日23时出现洪峰水位34.29m，接近保证水位（34.40m），其余各主要控制站洪峰水位超警幅度为0.51～1.79m，大通以下江段洪峰水位超过1999年，为1998年以来最高；中下游干流主要控制站超警历时8～29d，其中黄石以下江段水位超警历时均在20d以上，九江、南京站水位超警历时近1个月，超警范围、超警历时均列1998年以来首位。
2016年洪水中下游干流各时段洪量总体均不到10年一遇，但监利以下水位持续偏高，出现洪量偏小而水位偏高的现象。
（2）多支流发生洪水，洪峰量级大。
3—7月，长江流域155条河245站发生超警戒及以上洪水，其中24条河29站点发生超保证水位的洪水，31条河35站点发生超历史记录的洪水，清江、资水、鄂东北诸河、修水、饶河、巢湖水系、水阳江及下游平原地区先后发生特大洪水，暴雨洪水遭遇恶劣。其中清江水布垭水库最大入库流量13100m3/s、资水柘溪水库最大入库流量20400m3/s，鄂东北的府澴河卧龙潭站洪峰流量9300m3/s，上述支流洪水重现期达100年以上，巢湖、水阳江等水系亦发生超历史记录的大洪水。鄂东北的滠水长轩岭站、倒水李家集站、举水柳子港站、府澴河卧龙潭站以及环水孝感站发生1～3次超警戒和超历史记录的洪水，7月2日2时，鄂东北诸支流合成流量为25000m3/s，超历史记录。湖北梁子湖7月7日22时出现自1958年有水文观测记录以来的最高水位21.44m，7月12日1时水位再创历史新高，达到21.49m。
（3）暴雨洪水遭遇恶劣，中下游洪水并发。
梅雨期中下游干流附近雨量较历史同期偏多1倍以上，位居1951年以来第3位，6次暴雨过程的中心雨区均位于长江中下游干流附近，降雨集中且雨带稳定，暴雨过程间歇时间大多在1d左右。受其影响，鄂东北诸河、汉北河、青弋江、水阳江等区间支流暴发多次大洪水或特大洪水，暴雨与洪水连续遭遇，河湖水位节节攀升。
6月底至7月上旬，受连续强降雨影响，中游鄂东北诸河（滠水、倒水、举水）与下游主要支流（青弋江、水阳江、巢湖、滁河、秦淮河等水系）几乎同时暴发超保证或超历史记录的洪水，中游及下游地区支流洪水集中并发，导致中游洪水与下游洪水严重遭遇，中下游干流主要控制站水位接近同步快速上涨并维持在较高值。下游干流南京站率先超警戒水位，下游江段水位偏高，下游洪水还来不及宣泄，又与区间洪水恶劣遭遇，导致长江中下游的江槽洪水壅塞，来水反复叠加，洪水宣泄不畅，形成中下游水位居高不下、超警历时持续近1个月的现象。南京站7月5日率先出现9.96m的洪峰水位，位居历史最高水位第4位。
（4）区间来水异常突出。
2016年长江流域梅雨期的暴雨呈现出暴雨强度大、暴雨过程多，且雨带长时间稳定于长江中下游干流附近的显著特征。受之影响，长江中下游干流附近的区间来水峰高量大，异常突出。
从螺山、汉口、大通及洞庭湖、鄱阳湖总入流最大7～60d的洪量组成及对比来看，区间来水的占比明显偏大，且越往下游越严重，统计时段越短越突出。区间来水占比排位明显上升，如大通总入流（实测）洪量组成中，汉口—大通区间面积占比为4.7％，2016年最大7d洪量占比高达30％，较面积占比大6倍多；典型年最大7d洪量占比最高为1996年的5.7％，2016年较典型年偏大5倍多；期间鄂东北诸支流最大合成流量高达25000m3/s，超历史记录。
（5）下游顶托严重，洪水宣泄不畅。
受连续强降雨影响，长江中游鄂东北诸河的滠水、倒水、举水发生超历史记录的洪水，7月2日，鄂东北诸支流合成流量超历史记录，受其顶托影响，汉口站最大24h水位涨幅1.39m，创历史记录。汉口站出现洪峰水位时，螺山站与汉口站水位落差为4.94m，较1996年偏小0.57m，水面比降偏小，流速趋缓，水位流量关系明显左偏。
长江下游主要支流（青弋江、水阳江、滁河、巢湖水系等）自6月底起逐步上涨，各支流主要控制站水位相继超警，并在7月上旬出现洪峰，其中部分站点发生超保证或超历史的洪水。上述支流来水量级较大，历时长，洪水发生时间集中。受其顶托及干流来水双重影响，长江下游干流南京站、大通站分别于7月2日、3日超警，在长江中下游干流南京以上江段及两湖出口控制站超警起始时间中分别列第1位和第2位。九江站出现洪峰水位时，汉口站与九江站水位落差6.47m，较1996年（落差6.81m）偏小0.34m；大通站出现洪峰水位时，汉口站与大通站水位落差12.58m，较1996年（落差13.11m）偏小0.53m，水面比降均偏小，河道宣泄不畅，水位被迫抬升。
（6）人类活动影响明显。
随着经济社会快速发展，人类活动对流域的产汇流特性带来显著影响。近年来，我国的城市化快速推进，城市化进程一般伴随着下垫面的急剧演替，导致地表地形起伏性、热力动力传导性、水力渗透性等性质的变化，对降水、蒸散发和径流等一系列水文气象要素产生复杂影响。此外，湖泊、洲滩民垸等分蓄洪能力减弱，沿江排涝能力（特别是城市）逐步提高，雨洪渍水快速排入长江，一定程度上对干流水位和防洪形势带来影响［1］。