橫江水文站設計洪水成果分析

（廣西玉林水利電力勘測設計研究院玉林市537000）

橫江水文站設計洪水成果分析

顧宏梅

（廣西玉林水利電力勘測設計研究院玉林市537000）

文章結合橫江水文站歷年實測洪水資料、現場洪水調查、地形地勢分析，以及查閱區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，分析該站設計洪水成果是否可以作為水文站上游區域各河段設計洪水計算的依據，并針對南流江中上游區域特殊的地形和河流形態，提出南流江各河段、干支流設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計和洪水水面線的推求提供參考。

橫江水文站洪峰流量設計洪水

1 設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玉林市的玉州區、福綿區、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奇石村附近設立了橫江水文站，控制集雨面積為1597 km2，設立于1958年，觀測整理有1959年至今的水文資料，觀測數據可靠，資料整編完整。根據該站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計洪峰流量和洪峰模數見表1。將橫江水文站實測洪峰流量推求的設計洪水成果和洪峰模數與南流江中游的博白水文站、相鄰流域其它水文站、洪峰模數等值線圖相對比，見表1，發現橫江水文站實測資料推求的洪峰模數明顯偏小，其設計洪峰流量小于集雨面積不到其1/2的楊梅站，洪峰模數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，如采用區域設計暴雨推求設計洪水，計算得其Q1%=1960m3/s、Q2%=1685m3/s、Q5%=1324m3/s、Q10%=1054m3/s、Q20%=790m3/s，各頻率設計洪水成果與集雨面積1597km2的橫江水文站實測資料推求設計洪水成果已較為接近。而且經調查，南流江中上游洪水災害確實較為頻繁，部分區域受淹十分嚴重。因此是什么原因導致橫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河段合理的設計洪水成果。

附圖南流江橫江水文站上游水系圖

表1 橫江站設計洪峰流量和區域洪峰模數對照表

2 洪峰流量異常的原因

經收集南流江流域內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較多的卡口滯洪區域和漫灘區域，使洪峰消減；

（4）流域內的水庫、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。南流江橫江水文站以上控制集雨面積（1597km2）相對較大，根據區域現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、大容山區降雨量相對較大，玉林城區、大平山鎮區、福綿鎮區降雨量相對較小，且各雨量站同一次降雨的雨型、雨強、降雨峰值出現的時間差別明顯。如玉林市市民常見的城區一環路以西和以東常是降雨分界，雨季經常出現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，六萬大山區的鯉魚灣雨量站最大24h暴雨量（H24）達到328mm，發源于該區域的車陂江發生了30年一遇的大洪水，而大容山雨量站H24=191mm，玉林城區水位站H24=143mm，南流江干流洪水未能達到5年一遇，可見區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。區域大到暴雨主要受海洋暖濕氣團流入影響而發生，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，下游區域匯流產生的洪水早已經通過了橫江水文站，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高值的幾率不多。

南流江在玉林城區河段25km以內相繼有較大支流塘岸河、清彎江、車陂江的匯入，區域南流江干支流特征參數見表2，結合水系圖（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”引發車陂江流域大洪水，經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，使玉林地區普降大雨，橫江水文站的洪峰983m3/s出現在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，南流江玉林城區中部河段的玉林水文站的洪峰311m3/s則出現在晚上23時，根據各站與橫江水文站距離可以判斷橫江水文站洪峰出現時，車陂江洪峰早已通過了水文站，而南流江玉林城區上游的洪峰還未到達該水文站，可見區域干支流錯峰明顯，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表

南流江源頭大容山為高山峽谷，區域河床坡降陡，河谷下切深，其余區域則山嶺、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，根據地形圖結合現場調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，清彎江二環路橋、石腳垌河段，車陂江的大平山鎮、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年玉林城區發生百年一遇的特大洪水時，洪水宣泄不暢，使得玉林城區一片汪洋，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田和居民區，地形高程僅為（64～65）m，河道水深約10m，農田和居民區水深（3～4）m，洪水在該區域滯留了4～5天，造成了重大的經濟損失和人員傷亡，根據區域地形圖量算，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由于下游卡口，洪水宣泄不暢，導致整個鎮區被洪水圍困，此外還有山腰、江嶺和下游福綿鎮區等區域為漫灘滯洪區。再如2015年塘岸河鹿潘村為滯洪區等。可見橫江水文站所測洪峰已是經過上游地形調蓄后的洪峰，各干支流洪峰在不同的區域得到消減。

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，還有平坦廣闊的農田、地勢低洼的魚塘等，對流域的洪水進行了調蓄，對消減區域洪峰也發揮了較大的作用。以上因素的綜合作用導致了橫江水文站實測洪峰流量數值偏小，是其設計洪峰流量推求的洪峰模數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（含玉東新區、玉州區、福綿管理區），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，區域內洪水復雜，洪災頻繁，嚴重威脅著玉林城區居民的生命財產安全。推求區域各河段合理的設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計洪水成果較其它地區明顯偏小，那該成果是否還能作為上游河段設計洪水計算的依據呢？筆者經多種方法的計算分析對比，結合洪水調查反復驗證，認為玉林城區河段洪水應分段考慮，各河段結合實際情況采取合理的計算方法，考慮到上下游成果的協調性可對計算成果進行適當調整。

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計洪水均可直接以橫江水文站實測洪峰流量為依據，按水文比擬法推求，并將其設計洪峰流量和洪水位作為城區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，如直接采用設計暴雨推求設計洪水的方法推求河段洪峰，較難體現出區域內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域內，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計洪水計算的依據；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，結合歷史洪水調查，可以考慮采用將橫江水文站多年洪峰流量資料中較大數值的洪峰流量，結合流域內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計洪水的計算依據，再按水文比擬法推算至設計河道斷面處，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，直接采用設計暴雨推求設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]廣西壯族自治區歷史洪水調查整編成果[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：水文規劃，手機：15977578107，E-mail：809060504@qq.com。