红水河与清水河干、支流洪水遭遇分析

潘桂芬

（广西水利电力勘测设计研究院，南宁 530023）

红水河与清水河干、支流洪水遭遇分析

潘桂芬

（广西水利电力勘测设计研究院，南宁 530023）

以红水河与清水河汇合口迁江镇河段为例，通过分析干流红水河与支流清水河洪水的组合情况，推算受干流红水河顶托影响的支流清水河河口段设计洪水位。河段设计洪水水面线是堤防设计的主要依据，对于有干支流洪水相互顶托的河段，需分析其洪水组合和遭遇规律，进行不同组合情况的水面线推算，以外包线作为设计的依据。

干流；支流；洪水组合；设计洪水；相应洪水；红水河；清水河

在水利水电工程水利计算中，常常遇到干、支流洪水组合和遭遇问题。如在防洪工程的计算中，对于干支流洪水、河湖（水库）洪水相互顶托的河段，应分析其洪水组合和遭遇规律，进行不同组合情况的水面线推算，以上包线作为设计水面线[1]。本文结合广西主要支流黔浔江治理工程在来宾市迁江镇红水河、清水河干支流河段洪水遭遇规律分析，提出其洪水组合，为治理河段设计水面线计算确定流量参数，同时通过总结其洪水组合规律，为同类项目在没有实测资料进行洪水组合分析情况下的设计作参考。

1 流域概况

1.1 红水河流域概况

红水河是珠江流域西江水系的主干流，上游段南盘江，发源于云南省曲靖市沾益县乌蒙山余脉马雄山南麓，经广西西林、隆林、田林与贵州的兴义、安隆、册亨，至黔桂边界的贵州省望谟县蔗香村双江口与北盘江汇合后称红水河，再流经广西的天峨、南丹、东兰、巴马、大化、马山、都安、忻城、合山、兴宾、象州等县（市、区），至象州县石龙镇三江口（柳江汇入处）止，流域集水面积137 719 km2。红水河与柳江汇合后称黔江，流至贵港市的桂平市与郁江汇合后进入浔江，往东流经平南县、藤县、苍梧县和梧州市区，与桂江汇合后称西江，再往东流经广东省肇庆市、广州市进入珠江三角洲入海。红水河河段干流长659 km，平均坡降0.37‰，区间流域面积（不含北盘江）54 543 km2，其中广西境内干流长553 km，流域面积38 699 km2。红水河段广西境内流域面积50 km2以上的各级支流共136条，其中流域面积在1 000 km2以上的一级支流有11条见图1。

1.2 清水河流域概况

清水河是红水河的一级支流，发源于上林县西燕乡大明山望兵山峰（海拔1 506 m），由南向北流，至上林县寨鹿村下寨屯纳左岸支流后转向东南流入东敢水库，经上林县城、宾阳县邹圩镇，至同礼村转北流进入来宾市兴宾区，于迁江镇榜山脚下汇入红水河，全长190 km，干流坡降0.88‰，流域集水面积4 215 km2，多年平均流量为106 m3/s。流域呈羽毛状，沿河为岩溶平原地貌，两岸地势平缓，地形开阔平坦，呈“U”字型谷，宽120～250 m。清水河上游上林县境内建设有大龙洞大型水库、东敢中型水库，均为1960年建成。大龙洞水库坝址以上集雨面积310 km2，总库容1.51亿m3，有效库容1.08亿m3，调洪库容4 292万m3，为多年调节水库，最大泄洪流量42.3 m3/s；东敢水库坝址以上集雨面积92.3 km2，总库容0.491亿m3，有效库容0.15亿m3，调洪库容3 275万m3，为年调节水库，最大泄洪流量353 m3/s。由于大龙洞水库缺乏水文观测资料，溢洪道的下泄流量又受到溶洞的限制，水库调节对河道下泄流量影响不大。东敢、大龙洞水库总集水面积为402.3 km2，约占清水河流域面积的9.6%，本次清水河设计洪水计算不考虑东敢、大龙洞水库调洪影响。

图1 红水河及其支流清水河流域水系示意图

2 流域暴雨洪水特性

2.1 红水河流域暴雨洪水特性

红水河流域地处亚热带气候区，高温多雨，水量充沛，每年4～9月，流域常产生大暴雨。暴雨的主要天气系统有锋面类、高空低涡类、高空低槽类、台风类，前三类是造成全流域大洪水的主要天气系统，台风类出现次数少，仅对流域下游有影响，且多发生在8月，不造成流域性的大洪水。

红水河控制流域面积大，上下游气候差异大，不易形成全流域暴雨，洪水由区域暴雨形成。流域内大致有4个暴雨中心，一是横跨南、北盘江中下游的黄泥河、马别河、晴隆一带；二是红水河上游的布柳河及曹渡河一带；三是天峨以下盘阳河与刁江一带；四是清水河上游上林县大明山一带。

流域洪水由降雨形成，其发生季节以及地区来源与暴雨发生情况基本一致。每年4月降雨渐多，河流5月份开始进入汛期，一般到10月底结束，洪峰主要出现在6、7、8三个月，尤以7月为最多，占41.3%，据调查、刻记的12次历史洪水中，就有10次出现在7月。红水河迁江水文站实测系列年最大洪水出现机率见表1。

表1 迁江站实测系列年最大洪水出现机率统计表

红水河洪水量级变化较小，据迁江站实测75年洪水资料中，最大洪峰流量18 400 m3/s（发生在1988年），仅为实测系列洪峰均值13 400 m3/s的1.37倍，在迁江水文站调查到1926年为历史最大洪水，洪峰流量也只有23 300 m3/s；而邻近柳江的柳州水文站集水面积44 100 km2，1996年7月19日实测最大洪水已达33 700 m3/s，为实测系列洪峰均值15 200 m3/s的2.22倍。故红水河洪水的Cv值较小。

红水河流域主流源远流长，支流多，地形较为复杂，并有区域性暴雨；汛期暴雨量级虽不大，但发生频繁，造成洪水连续，洪水过程以双峰、多峰型为主，较大洪水一般多为双峰型。一次洪水过程，双峰型历时一般约21 d，多峰型历时一般约26 d。红水河洪水起涨较快、退水较慢，上涨历时约2～4 d，退水历时约5～10 d；洪峰持续时间一般为3～8 h。

2.2 清水河流域暴雨洪水特性

清水河流域地处亚热带季风气候区，夏季高温多雨，水量充沛，每年4～9月为多雨季节，约占全年雨量的77%。流域上游上林县大明山一带为广西次高降雨区，多年平均降雨量达2 000 mm。

流域内的洪水主要由锋面、台风、低压天气系统所产生的暴雨造成，暴雨洪水相应，洪水主要发生在5～9月份，流域集水面积不大，但由于流域暴雨分布不均，上下游洪水差异大。上游上林水文站由于处于大明山暴雨中心边缘，洪峰模数大，汇流时间短，洪水暴涨暴落；中下游邹圩水文站的洪水则由于处于岩溶平原地貌，洪峰模数较小。流域洪水多为单峰型，邹圩水文站一场洪水历时一般在3～5 d之间，洪峰持续时间一般为2～5 h。

表2 迁江水文站天然设计洪水成果表

3 红水河、清水河控制断面设计洪水

3.1 红水河迁江水文站设计洪水

迁江水文站上游有红水河梯级开发的龙头工程—龙滩水库及其下游一系列梯级水电站—岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩水电站，其中龙滩水库工程开发任务以发电为主，兼有防洪、改善航运等综合利用效益，汛期5～7月份在正常蓄水位以下预留防洪库容50亿m3，因此红水河迁江站设计洪水需分析天然及受上游龙滩水库调节影响后的设计洪水。

3.1.1 天然洪水

根据迁江站1936～2006年连续71年实测及插补延长的洪水系列，加入1871年以来的12场历史洪水（即1871、1872、1875、1891、1893、1897、1902、1911、1915、1926、1929、1931年）与实测洪水组成一个不连续的洪水系列，排位期N=136年（1871～2006年）内的首位洪水发生在1926年（同级洪水有1871、1872、1891年），其重现期为55年，次大洪水1915年（同级洪水有1897、1902年），再次洪水为1931年，以上8年洪水参加统计参数计算，其余4场洪水较小无法定量，但可定性认为其洪峰大于实测系列首位的1988年洪峰，频率计算中仅留位置，不参加统计参数计算。采用数学期望公式计算经验频率，矩法估算统计参数，P-Ⅲ曲线配线，迁江站年洪峰流量频率曲线如图2，成果见表2，与《珠江流域防洪规划》成果一致。

3.1.2 龙滩调蓄后的设计洪水

采用典型年法进行地区洪水组成分析，并根据龙滩水库的防洪调度规则对各场典型洪水进行调节计算，从而得到龙滩各分期洪水调洪成果。分别考虑龙滩汛期预留防洪库容（50亿m3、30亿m3）的情况，分析了龙滩水库对下游迁江站各频率洪水的削减作用，结果为：可将50年一遇洪峰流量23 700 m3/s降至22 300 m3/s（相当于天然31年一遇）；30年一遇洪峰流量22 200 m3/s降至21 100 m3/s（相当于天然21年一遇）；20年一遇洪峰流量21 000 m3/s降至20 400 m3/s（相当于天然16年一遇）；2年一遇洪峰流量12 700 m3/s无削减作用。根据龙滩水库调度规则，当龙滩水库蓄满库容时，龙滩水库按入库流量泄水，因此，龙滩水库对9月份以后的后汛期洪水不起调蓄作用，迁江站龙滩调蓄后设计洪水采用各分期调洪后的最大流量，由此可得龙滩水库拦洪后迁江站50～20年一遇设计洪水成果，见表3。

图2 迁江站天然年最大洪峰流量频率曲线图

表3 龙滩拦洪后迁江站设计洪水成果表

3.2 邹圩水文站、河口断面设计洪水

邹圩水文站位于红水河干流一级支流清水河中下游，其设计洪水采用邹圩站1954～2011年实测系列并加入1893、1915年两场历史（1893年历史洪水为自1893年以来首位洪水），采用数学期望公式计算洪水系列经验频率，矩法估算统计参数，P-Ⅲ型曲线适线，设计洪水成果见表4及图3。

清水河河口断面设计洪水采用水文比拟法移用邹圩站成果，成果如表4。

表4 清水河邹圩站、河口断面设计洪水成果表

图3 邹圩水文站年最大洪峰流量频率曲线图

4 红水河与清水江干、支流洪水遭遇分析

4.1 红水河与清水河干支流洪水遭遇分析

迁江水文站位于清水河汇入口上游约0.65 km处，故红水河洪水直接采用迁江水文站洪水成果。邹圩水文站位于清水河中游，控制集水面积1 896 km2，占清水河流域集水面积4 215 km2的45%，距离清水河河口约75.4 km，清水河河口洪水以邹圩水文站作为参证站，采用水文比拟法移用邹圩水文站洪水成果。本文分析了邹圩水文站1961～1986年年最大洪水，洪峰平均流速约为1.24 m/s，邹圩站至清水河河口洪峰传播时间按17 h计。

根据1954～2004年断续42年的红水河迁江站及清水河邹圩站实测洪水过程资料统计，当红水河发生年洪峰流量时，清水河河口断面相应流量（按红水河迁江发生洪峰时间作控制，往前推算17 h，即清水河邹圩站洪水流达至清水河河口断面的流量）绝大部分小于多年平均洪峰流量1 070 m3/s，清水河河口相应流量最大为1 158 m3/s、最小为34.3 m3/s，平均为465 m3/s，均值约为洪峰流量均值的0.43倍。干流红水河与支流清水河年洪峰流量完全遭遇的年份只有1956、1978、2004年共3年，占7.1%；部分遭遇（干流年洪峰与支流年洪峰的峰前段、峰后段或次大洪峰遭遇）的年份有1966、1984、1989、1991、1994年共5年，占11.9%，即红水河与清水河洪水基本遭遇概率为19%。

4.2 同频率法计算遭遇洪水

根据红水河迁江水文站与清水江邹圩水文站1954～2004年实测流量资料，采用同频率法分析计算遭遇洪水，即按支流清水河邹圩站洪水传播至河口与红水河迁江站洪峰遭遇统计，以干流红水河迁江站发生年洪峰流量时清水河河口发生相应流量系列进行频率计算，计算结果为当红水河发生频率为P=5%的设计洪水时，清水河相应同频率流量为1 080 m3/s，相当于多年平均洪峰流量；以支流清水河河口发生年洪峰流量时红水河迁江站发生相应流量系列进行频率计算，计算结果为当清水河河口发生频率为P=10%的设计洪水时，红水河迁江站相应同频率流量为12 300 m3/s，接近于2年一遇洪峰流量，成果如表5。

表5 红水河、清水河遭遇洪水同频率法计算成果表（经验频率成果）

红水河迁江站发生年洪峰流量时清水河发生相应流量经验频率曲线如图4；清水河发生年洪峰流量时红水河迁江站发生相应流量经验频率曲线如图5。

图4 红水河发生年洪峰流量时清水河河口断面发生相应流量经验频率曲线图

图5 清水河发生年洪峰流量时红水河迁江站发生相应流量经验频率曲线图

6 结语

本文通过对红水河干流迁江水文站及其支流清水河邹圩水文站实测流量资料分析，对于较大流域的干流与其支流的洪水遭遇频率不是太高的河流，当干流发生重现期为10～20年一遇洪水时，其支流遭遇的相应洪水相当于2年～多年平均洪水；同样支流发生10～20年一遇洪水时，其干流相应洪水也是接近2年～多年平均洪水。这对于相似流域无实测资料的干流、支流洪水组合的运用，具有一定的参考意义。

本文分析的是大流域的干流与其小流域支流的洪水遭遇情况，对于其他干支流洪水遭遇密切的河流或运用的洪水重现期大于50年一遇时，建议通过更多的实测资料进一步分析验证并总结其遭遇、组合规律。

[1]SL104-2015，水利工程水利计算规范[S].

（责任编辑：刘征湛）

Analysis of trunk stream and tributary flood encounter for Hongshui River and Qingshui River

PAN Gui-fen

（Guangxi Water and Power Design Institute,Nanning 530023,China）

Qingshui River is one of the tributaries of Hongshui River and they merged at Qianjiang Town.Taking the river section at Qianjiang Town as example,flood synthesis was analyzed,the design flood level at estuary sec⁃tion of Qingshui River was calculated taking into account the backwater effect from Hongshui River.The water sur⁃face profile of design flood is the major basis of dike design.For the river section influenced by backwater of trunk stream and tributary,flood synthesis and encounter rule shall be analyzed,water surface profiles corresponding to various synthesis conditions shall be calculated,with the envelope curve as design basis.

Trunkstream;tributary;floodsynthesis;designflood;correspondingflood;HongshuiRiver;QingshuiRiver

P333

B

1003-1510（2016）01-0021-05

2015-11-17

潘桂芬（1966-），女，广西崇左人，广西水利电力勘测设计研究院高级工程师，从事水利水电工程水文、规划设计工作。