横江水文站设计洪水成果分析

（广西玉林水利电力勘测设计研究院玉林市537000）

横江水文站设计洪水成果分析

顾宏梅

（广西玉林水利电力勘测设计研究院玉林市537000）

文章结合横江水文站历年实测洪水资料、现场洪水调查、地形地势分析，以及查阅区域其它雨水情观测资料，深入分析了横江水文站实测洪峰流量异常的原因，分析该站设计洪水成果是否可以作为水文站上游区域各河段设计洪水计算的依据，并针对南流江中上游区域特殊的地形和河流形态，提出南流江各河段、干支流设计洪水应采用的计算方法，为南流江中上游河段河道整治设计和洪水水面线的推求提供参考。

横江水文站洪峰流量设计洪水

1 设计洪水成果的分析对比

南流江是广西沿海诸河中最大的独流入海河流，发源于玉林市最高峰大容山南麓的莲花顶（海拔1275m），其主流自东北向西南流经玉林市的玉州区、福绵区、博白县，以及钦州市浦北县、北海市合浦县后汇入北部湾海域，干流全长274km，总落差1150m，流域面积9700km2，其中上游水系图见附图。广西水文局在南流江干流中上游的福绵镇奇石村附近设立了横江水文站，控制集雨面积为1597 km2，设立于1958年，观测整理有1959年至今的水文资料，观测数据可靠，资料整编完整。根据该站1959～2014年实测洪峰流量资料，再加入1915年和1914年两场特大历史洪水进行统计分析，计算得横江水文站洪峰流量均值为680m3/s，Cv=0.45，采用P-Ⅲ频率曲线适线后取该水文站洪峰流量均值为700m3/s，Cv=0.6，Cs=3.5Cv，以此推求的其各频率设计洪峰流量和洪峰模数见表1。将横江水文站实测洪峰流量推求的设计洪水成果和洪峰模数与南流江中游的博白水文站、相邻流域其它水文站、洪峰模数等值线图相对比，见表1，发现横江水文站实测资料推求的洪峰模数明显偏小，其设计洪峰流量小于集雨面积不到其1/2的杨梅站，洪峰模数小于位于该站下游的博白水文站，小于集雨面积相差不大的南渡水文站和等值线图成果。南流江在车陂江汇合口以上集雨面积仅为829km2，如采用区域设计暴雨推求设计洪水，计算得其Q1%=1960m3/s、Q2%=1685m3/s、Q5%=1324m3/s、Q10%=1054m3/s、Q20%=790m3/s，各频率设计洪水成果与集雨面积1597km2的横江水文站实测资料推求设计洪水成果已较为接近。而且经调查，南流江中上游洪水灾害确实较为频繁，部分区域受淹十分严重。因此是什么原因导致横江水文站历年实测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区河段合理的设计洪水成果。

附图南流江横江水文站上游水系图

表1 横江站设计洪峰流量和区域洪峰模数对照表

2 洪峰流量异常的原因

经收集南流江流域内其余各水情站降雨量、查阅南流江历史洪水、对干支流河段沿河进行调查，分析得出横江水文站实测洪峰流量偏小的主要原因有：

（1）降雨的时空分布不均和降雨路径与河道流向相反；

（2）河网和河流形状影响而导致的干支流错峰；

（3）受流域地形影响而出现较多的卡口滞洪区域和漫滩区域，使洪峰消减；

（4）流域内的水库、山塘、洼地截流使洪峰消减。

南流江流域地处低纬度，北枕大山，南临海洋，属于南亚热带海洋性季风气候区。南流江横江水文站以上控制集雨面积（1597km2）相对较大，根据区域现有的十几个雨量站多次较大暴雨观测资料对比分析显示，区域降雨量时空分布不均，同一次降雨过程中，往往六万大山区、大容山区降雨量相对较大，玉林城区、大平山镇区、福绵镇区降雨量相对较小，且各雨量站同一次降雨的雨型、雨强、降雨峰值出现的时间差别明显。如玉林市市民常见的城区一环路以西和以东常是降雨分界，雨季经常出现西边有短历时强降雨，而东边滴水不落的情况，有时又反之；又如2013年台风“海燕”携带强降雨登陆玉林地区，六万大山区的鲤鱼湾雨量站最大24h暴雨量（H24）达到328mm，发源于该区域的车陂江发生了30年一遇的大洪水，而大容山雨量站H24=191mm，玉林城区水位站H24=143mm，南流江干流洪水未能达到5年一遇，可见区域降雨的时空分布不均差异明显，使得南流江干支流洪水较少同步、同频。区域大到暴雨主要受海洋暖湿气团流入影响而发生，海洋暖湿气团自西南向东北运动，而南流江却由东北向西南流，因此当上游汇流的洪峰流到下游时，下游区域汇流产生的洪水早已经通过了横江水文站，因此台风路径与河道流向相反而使得上下游洪水错峰，到横江水文站处时洪峰出现高值的几率不多。

南流江在玉林城区河段25km以内相继有较大支流塘岸河、清弯江、车陂江的汇入，区域南流江干支流特征参数见表2，结合水系图（附图）和表2可以看出南流江中上河流形状呈半圆型，干支流在汇合口处集雨面积相差不大，如横江水文站上游7km处的车陂江汇合口处，南流江干流与车陂江集雨面积各占55%和45%，因此，虽各支流上洪峰较大、洪涝灾害较为严重，但由于河长和河流比降等差异，使各支流洪峰汇入南流江干流时，很少同时遭遇到干流的洪峰，故横江水文站处通过较大洪峰的几率是比较小的。如2013年台风雨“海燕”引发车陂江流域大洪水，经测量过水断面推求得车陂江（F=683km2）上的洪峰流量约为710m3/s，而横江水文站（F=1597 km2）处实测洪峰流量为878m3/s，说明车陂江洪峰未同时遭遇到干流洪峰。又如2015年10月台风雨“彩虹”登录玉林，使玉林地区普降大雨，横江水文站的洪峰983m3/s出现在6号下午18点，而车陂江下游的福绵水位站则在早上9时迎来了洪峰，清弯江玉林城区中部的清弯江水文站也于9时迎来洪峰195m3/s，南流江玉林城区中部河段的玉林水文站的洪峰311m3/s则出现在晚上23时，根据各站与横江水文站距离可以判断横江水文站洪峰出现时，车陂江洪峰早已通过了水文站，而南流江玉林城区上游的洪峰还未到达该水文站，可见区域干支流错峰明显，这也是南流江各干支流河段受灾严重，横江水文站实测洪峰流量却不大的主要原因。

表2 南流江中上游干支流特征参数表

南流江源头大容山为高山峡谷，区域河床坡降陡，河谷下切深，其余区域则山岭、丘陵、谷地、平原互相交错，多山间小盆地，河道蜿蜒曲折，宽浅交替，行洪不畅，部分区域受地形限制，河道断面如瓶颈卡口，行洪受阻，使得洪水滞留于卡口上游，根据地形图结合现场调查得南流江干流上的卡口位置有马鞍山、横江水文站河段，塘岸河上的鹿潘河段，清弯江二环路桥、石脚垌河段，车陂江的大平山镇、山腰、江岭、正阳河段等。如横江水文站下游有（5～6）km的峡谷地带，形成一个瓶颈，1971年玉林城区发生百年一遇的特大洪水时，洪水宣泄不畅，使得玉林城区一片汪洋，横江水文站实测洪峰流量2200m3/s，最高洪水位为69.24m，水文站上游为广阔的农田和居民区，地形高程仅为（64～65）m，河道水深约10m，农田和居民区水深（3～4）m，洪水在该区域滞留了4～5天，造成了重大的经济损失和人员伤亡，根据区域地形图量算，当年洪水在横江水文站上游滞留的库容达到1亿m3以上，根据横江水文站实测流量、水位、滞洪库容，对该次洪水进行还原，得洪峰流量约3100m3/s。又如2013年台风雨“海燕”造成的车陂江大洪水，车陂江中游的大平山镇由于下游卡口，洪水宣泄不畅，导致整个镇区被洪水围困，此外还有山腰、江岭和下游福绵镇区等区域为漫滩滞洪区。再如2015年塘岸河鹿潘村为滞洪区等。可见横江水文站所测洪峰已是经过上游地形调蓄后的洪峰，各干支流洪峰在不同的区域得到消减。

南流江横江水文站以上有中型水库6座，小（I）型水库14座，小（II）型水库上百座，山塘、陂坝上百座，还有平坦广阔的农田、地势低洼的鱼塘等，对流域的洪水进行了调蓄，对消减区域洪峰也发挥了较大的作用。以上因素的综合作用导致了横江水文站实测洪峰流量数值偏小，是其设计洪峰流量推求的洪峰模数相对其它水文站和等值线图均偏小的主要原因。

3 上游干支流各河段洪水计算方法的选用

横江水文站上游7km左右即为玉林市城区（含玉东新区、玉州区、福绵管理区），也是南流江与其支流塘岸河、清湾江和车陂江汇合口的三角地带，区域内洪水复杂，洪灾频繁，严重威胁着玉林城区居民的生命财产安全。推求区域各河段合理的设计洪水成果和洪水水面线尤为重要，而横江水文站实测洪峰流量推求的设计洪水成果较其它地区明显偏小，那该成果是否还能作为上游河段设计洪水计算的依据呢？笔者经多种方法的计算分析对比，结合洪水调查反复验证，认为玉林城区河段洪水应分段考虑，各河段结合实际情况采取合理的计算方法，考虑到上下游成果的协调性可对计算成果进行适当调整。

横江水文站实测洪峰流量最真实地反应了通过该断面洪峰流量，故在横江水文站至车陂江河口段的设计洪水均可直接以横江水文站实测洪峰流量为依据，按水文比拟法推求，并将其设计洪峰流量和洪水位作为城区洪水水面线计算的起始断面和起推流量。南流江干流车陂江河口至清弯江河口集雨面积在（733～829）km2，基本相当于横江水文站控制集雨面积的1/2，集雨面积相对较大，如直接采用设计暴雨推求设计洪水的方法推求河段洪峰，较难体现出区域内各雨量站降雨的不均、降雨过程的差异、前期影响雨量、以及降雨路径的影响等因素，在集雨面积这么大的区域内，如各项因素均以最不利于防洪安全的工况来计算，会导致暴雨推求的设计洪水成果明显偏大；横江水文站的洪峰是受上游各卡口位置调蓄、干支流错峰后的成果，也不能将其直接作为南流江干流车陂江河口至清弯江河口段设计洪水计算的依据；综合考虑各种因素影响效果，对比各种计算方法推求的洪水成果，结合历史洪水调查，可以考虑采用将横江水文站多年洪峰流量资料中较大数值的洪峰流量，结合流域内的滞洪库容进行反演，推求得不受流域地形瓶颈卡口滞洪影响的天然洪峰流量，以此作为横江水文站由洪峰流量推求设计洪水的计算依据，再按水文比拟法推算至设计河道断面处，以此作为洪水水面线推求的洪峰流量。车陂江下游河段的设计洪水计算方法也可同上。而南流江干流在清弯江河口以上河段、塘岸河、清弯江、车陂江支流雅桥江和鸣水江则考虑其集雨面积不大，小流域暴雨、洪水频繁，偏于安全着想，可在考虑点面雨量折算后，直接采用设计暴雨推求设计洪水的方法计算洪峰。

[1]叶守泽，詹道江.工程水文学[M].北京：中国水利水电出版社，1999.

[2]广西水利水电勘测设计研究院.广西重点独留入海河流南流江防洪整治工程可行性研究报告[R].2012.

[3]广西壮族自治区历史洪水调查整编成果[R].2001.

2017-03-04）

顾宏梅（1981-），女，云南宣威人，大学本科，工程师，研究方向：水文规划，手机：15977578107，E-mail：809060504@qq.com。