（廣西玉林水利電力勘測設(shè)計研究院玉林市537000）

橫江水文站設(shè)計洪水成果分析

顧宏梅

（廣西玉林水利電力勘測設(shè)計研究院玉林市537000）

文章結(jié)合橫江水文站歷年實測洪水資料、現(xiàn)場洪水調(diào)查、地形地勢分析，以及查閱區(qū)域其它雨水情觀測資料，深入分析了橫江水文站實測洪峰流量異常的原因，分析該站設(shè)計洪水成果是否可以作為水文站上游區(qū)域各河段設(shè)計洪水計算的依據(jù)，并針對南流江中上游區(qū)域特殊的地形和河流形態(tài)，提出南流江各河段、干支流設(shè)計洪水應采用的計算方法，為南流江中上游河段河道整治設(shè)計和洪水水面線的推求提供參考。

橫江水文站洪峰流量設(shè)計洪水

1 設(shè)計洪水成果的分析對比

南流江是廣西沿海諸河中最大的獨流入海河流，發(fā)源于玉林市最高峰大容山南麓的蓮花頂（海拔1275m），其主流自東北向西南流經(jīng)玉林市的玉州區(qū)、福綿區(qū)、博白縣，以及欽州市浦北縣、北海市合浦縣后匯入北部灣海域，干流全長274km，總落差1150m，流域面積9700km2，其中上游水系圖見附圖。廣西水文局在南流江干流中上游的福綿鎮(zhèn)奇石村附近設(shè)立了橫江水文站，控制集雨面積為1597 km2，設(shè)立于1958年，觀測整理有1959年至今的水文資料，觀測數(shù)據(jù)可靠，資料整編完整。根據(jù)該站1959～2014年實測洪峰流量資料，再加入1915年和1914年兩場特大歷史洪水進行統(tǒng)計分析，計算得橫江水文站洪峰流量均值為680m3/s，Cv=0.45，采用P-Ⅲ頻率曲線適線后取該水文站洪峰流量均值為700m3/s，Cv=0.6，Cs=3.5Cv，以此推求的其各頻率設(shè)計洪峰流量和洪峰模數(shù)見表1。將橫江水文站實測洪峰流量推求的設(shè)計洪水成果和洪峰模數(shù)與南流江中游的博白水文站、相鄰流域其它水文站、洪峰模數(shù)等值線圖相對比，見表1，發(fā)現(xiàn)橫江水文站實測資料推求的洪峰模數(shù)明顯偏小，其設(shè)計洪峰流量小于集雨面積不到其1/2的楊梅站，洪峰模數(shù)小于位于該站下游的博白水文站，小于集雨面積相差不大的南渡水文站和等值線圖成果。南流江在車陂江匯合口以上集雨面積僅為829km2，如采用區(qū)域設(shè)計暴雨推求設(shè)計洪水，計算得其Q1%=1960m3/s、Q2%=1685m3/s、Q5%=1324m3/s、Q10%=1054m3/s、Q20%=790m3/s，各頻率設(shè)計洪水成果與集雨面積1597km2的橫江水文站實測資料推求設(shè)計洪水成果已較為接近。而且經(jīng)調(diào)查，南流江中上游洪水災害確實較為頻繁，部分區(qū)域受淹十分嚴重。因此是什么原因?qū)е聶M江水文站歷年實測洪峰流量偏小值得深究，找到原因才能分析出水文站上游玉林城區(qū)河段合理的設(shè)計洪水成果。

附圖南流江橫江水文站上游水系圖

表1 橫江站設(shè)計洪峰流量和區(qū)域洪峰模數(shù)對照表

2 洪峰流量異常的原因

經(jīng)收集南流江流域內(nèi)其余各水情站降雨量、查閱南流江歷史洪水、對干支流河段沿河進行調(diào)查，分析得出橫江水文站實測洪峰流量偏小的主要原因有：

（1）降雨的時空分布不均和降雨路徑與河道流向相反；

（2）河網(wǎng)和河流形狀影響而導致的干支流錯峰；

（3）受流域地形影響而出現(xiàn)較多的卡口滯洪區(qū)域和漫灘區(qū)域，使洪峰消減；

（4）流域內(nèi)的水庫、山塘、洼地截流使洪峰消減。

南流江流域地處低緯度，北枕大山，南臨海洋，屬于南亞熱帶海洋性季風氣候區(qū)。南流江橫江水文站以上控制集雨面積（1597km2）相對較大，根據(jù)區(qū)域現(xiàn)有的十幾個雨量站多次較大暴雨觀測資料對比分析顯示，區(qū)域降雨量時空分布不均，同一次降雨過程中，往往六萬大山區(qū)、大容山區(qū)降雨量相對較大，玉林城區(qū)、大平山鎮(zhèn)區(qū)、福綿鎮(zhèn)區(qū)降雨量相對較小，且各雨量站同一次降雨的雨型、雨強、降雨峰值出現(xiàn)的時間差別明顯。如玉林市市民常見的城區(qū)一環(huán)路以西和以東常是降雨分界，雨季經(jīng)常出現(xiàn)西邊有短歷時強降雨，而東邊滴水不落的情況，有時又反之；又如2013年臺風“海燕”攜帶強降雨登陸玉林地區(qū)，六萬大山區(qū)的鯉魚灣雨量站最大24h暴雨量（H24）達到328mm，發(fā)源于該區(qū)域的車陂江發(fā)生了30年一遇的大洪水，而大容山雨量站H24=191mm，玉林城區(qū)水位站H24=143mm，南流江干流洪水未能達到5年一遇，可見區(qū)域降雨的時空分布不均差異明顯，使得南流江干支流洪水較少同步、同頻。區(qū)域大到暴雨主要受海洋暖濕氣團流入影響而發(fā)生，海洋暖濕氣團自西南向東北運動，而南流江卻由東北向西南流，因此當上游匯流的洪峰流到下游時，下游區(qū)域匯流產(chǎn)生的洪水早已經(jīng)通過了橫江水文站，因此臺風路徑與河道流向相反而使得上下游洪水錯峰，到橫江水文站處時洪峰出現(xiàn)高值的幾率不多。

南流江在玉林城區(qū)河段25km以內(nèi)相繼有較大支流塘岸河、清彎江、車陂江的匯入，區(qū)域南流江干支流特征參數(shù)見表2，結(jié)合水系圖（附圖）和表2可以看出南流江中上河流形狀呈半圓型，干支流在匯合口處集雨面積相差不大，如橫江水文站上游7km處的車陂江匯合口處，南流江干流與車陂江集雨面積各占55%和45%，因此，雖各支流上洪峰較大、洪澇災害較為嚴重，但由于河長和河流比降等差異，使各支流洪峰匯入南流江干流時，很少同時遭遇到干流的洪峰，故橫江水文站處通過較大洪峰的幾率是比較小的。如2013年臺風雨“海燕”引發(fā)車陂江流域大洪水，經(jīng)測量過水斷面推求得車陂江（F=683km2）上的洪峰流量約為710m3/s，而橫江水文站（F=1597 km2）處實測洪峰流量為878m3/s，說明車陂江洪峰未同時遭遇到干流洪峰。又如2015年10月臺風雨“彩虹”登錄玉林，使玉林地區(qū)普降大雨，橫江水文站的洪峰983m3/s出現(xiàn)在6號下午18點，而車陂江下游的福綿水位站則在早上9時迎來了洪峰，清彎江玉林城區(qū)中部的清彎江水文站也于9時迎來洪峰195m3/s，南流江玉林城區(qū)中部河段的玉林水文站的洪峰311m3/s則出現(xiàn)在晚上23時，根據(jù)各站與橫江水文站距離可以判斷橫江水文站洪峰出現(xiàn)時，車陂江洪峰早已通過了水文站，而南流江玉林城區(qū)上游的洪峰還未到達該水文站，可見區(qū)域干支流錯峰明顯，這也是南流江各干支流河段受災嚴重，橫江水文站實測洪峰流量卻不大的主要原因。

表2 南流江中上游干支流特征參數(shù)表

南流江源頭大容山為高山峽谷，區(qū)域河床坡降陡，河谷下切深，其余區(qū)域則山嶺、丘陵、谷地、平原互相交錯，多山間小盆地，河道蜿蜒曲折，寬淺交替，行洪不暢，部分區(qū)域受地形限制，河道斷面如瓶頸卡口，行洪受阻，使得洪水滯留于卡口上游，根據(jù)地形圖結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查得南流江干流上的卡口位置有馬鞍山、橫江水文站河段，塘岸河上的鹿潘河段，清彎江二環(huán)路橋、石腳垌河段，車陂江的大平山鎮(zhèn)、山腰、江嶺、正陽河段等。如橫江水文站下游有（5～6）km的峽谷地帶，形成一個瓶頸，1971年玉林城區(qū)發(fā)生百年一遇的特大洪水時，洪水宣泄不暢，使得玉林城區(qū)一片汪洋，橫江水文站實測洪峰流量2200m3/s，最高洪水位為69.24m，水文站上游為廣闊的農(nóng)田和居民區(qū)，地形高程僅為（64～65）m，河道水深約10m，農(nóng)田和居民區(qū)水深（3～4）m，洪水在該區(qū)域滯留了4～5天，造成了重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡，根據(jù)區(qū)域地形圖量算，當年洪水在橫江水文站上游滯留的庫容達到1億m3以上，根據(jù)橫江水文站實測流量、水位、滯洪庫容，對該次洪水進行還原，得洪峰流量約3100m3/s。又如2013年臺風雨“海燕”造成的車陂江大洪水，車陂江中游的大平山鎮(zhèn)由于下游卡口，洪水宣泄不暢，導致整個鎮(zhèn)區(qū)被洪水圍困，此外還有山腰、江嶺和下游福綿鎮(zhèn)區(qū)等區(qū)域為漫灘滯洪區(qū)。再如2015年塘岸河鹿潘村為滯洪區(qū)等?？梢姍M江水文站所測洪峰已是經(jīng)過上游地形調(diào)蓄后的洪峰，各干支流洪峰在不同的區(qū)域得到消減。

南流江橫江水文站以上有中型水庫6座，小（I）型水庫14座，小（II）型水庫上百座，山塘、陂壩上百座，還有平坦廣闊的農(nóng)田、地勢低洼的魚塘等，對流域的洪水進行了調(diào)蓄，對消減區(qū)域洪峰也發(fā)揮了較大的作用。以上因素的綜合作用導致了橫江水文站實測洪峰流量數(shù)值偏小，是其設(shè)計洪峰流量推求的洪峰模數(shù)相對其它水文站和等值線圖均偏小的主要原因。

3 上游干支流各河段洪水計算方法的選用

橫江水文站上游7km左右即為玉林市城區(qū)（含玉東新區(qū)、玉州區(qū)、福綿管理區(qū)），也是南流江與其支流塘岸河、清灣江和車陂江匯合口的三角地帶，區(qū)域內(nèi)洪水復雜，洪災頻繁，嚴重威脅著玉林城區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全。推求區(qū)域各河段合理的設(shè)計洪水成果和洪水水面線尤為重要，而橫江水文站實測洪峰流量推求的設(shè)計洪水成果較其它地區(qū)明顯偏小，那該成果是否還能作為上游河段設(shè)計洪水計算的依據(jù)呢？筆者經(jīng)多種方法的計算分析對比，結(jié)合洪水調(diào)查反復驗證，認為玉林城區(qū)河段洪水應分段考慮，各河段結(jié)合實際情況采取合理的計算方法，考慮到上下游成果的協(xié)調(diào)性可對計算成果進行適當調(diào)整。

橫江水文站實測洪峰流量最真實地反應了通過該斷面洪峰流量，故在橫江水文站至車陂江河口段的設(shè)計洪水均可直接以橫江水文站實測洪峰流量為依據(jù)，按水文比擬法推求，并將其設(shè)計洪峰流量和洪水位作為城區(qū)洪水水面線計算的起始斷面和起推流量。南流江干流車陂江河口至清彎江河口集雨面積在（733～829）km2，基本相當于橫江水文站控制集雨面積的1/2，集雨面積相對較大，如直接采用設(shè)計暴雨推求設(shè)計洪水的方法推求河段洪峰，較難體現(xiàn)出區(qū)域內(nèi)各雨量站降雨的不均、降雨過程的差異、前期影響雨量、以及降雨路徑的影響等因素，在集雨面積這么大的區(qū)域內(nèi)，如各項因素均以最不利于防洪安全的工況來計算，會導致暴雨推求的設(shè)計洪水成果明顯偏大；橫江水文站的洪峰是受上游各卡口位置調(diào)蓄、干支流錯峰后的成果，也不能將其直接作為南流江干流車陂江河口至清彎江河口段設(shè)計洪水計算的依據(jù)；綜合考慮各種因素影響效果，對比各種計算方法推求的洪水成果，結(jié)合歷史洪水調(diào)查，可以考慮采用將橫江水文站多年洪峰流量資料中較大數(shù)值的洪峰流量，結(jié)合流域內(nèi)的滯洪庫容進行反演，推求得不受流域地形瓶頸卡口滯洪影響的天然洪峰流量，以此作為橫江水文站由洪峰流量推求設(shè)計洪水的計算依據(jù)，再按水文比擬法推算至設(shè)計河道斷面處，以此作為洪水水面線推求的洪峰流量。車陂江下游河段的設(shè)計洪水計算方法也可同上。而南流江干流在清彎江河口以上河段、塘岸河、清彎江、車陂江支流雅橋江和鳴水江則考慮其集雨面積不大，小流域暴雨、洪水頻繁，偏于安全著想，可在考慮點面雨量折算后，直接采用設(shè)計暴雨推求設(shè)計洪水的方法計算洪峰。

[1]葉守澤，詹道江.工程水文學[M].北京：中國水利水電出版社，1999.

[2]廣西水利水電勘測設(shè)計研究院.廣西重點獨留入海河流南流江防洪整治工程可行性研究報告[R].2012.

[3]廣西壯族自治區(qū)歷史洪水調(diào)查整編成果[R].2001.

2017-03-04）

顧宏梅（1981-），女，云南宣威人，大學本科，工程師，研究方向：水文規(guī)劃，手機：15977578107，E-mail：809060504@qq.com。