清水江流域貴州省境內(nèi)暴雨洪水特性淺析

□石 浩 □張京恩(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院)

1.流域概況

清水江是長江流域洞庭湖沅水的上游主流河段，該河流中、上游位于貴州省黔東南州，下游位于湖南省湘西，地處東經(jīng)105°15′～109°50′，北緯26°10′～27°15′之間。清水江北與沅水為界，東與渠水為鄰，南與都柳江分流，西與烏江相隔。流域地勢西高東北低，海拔高程在200～1800m之間，周邊東部與北部分水嶺高程在600～800m之間，其余流域邊界高程均在1000m以上。

清水江發(fā)源于貴州省貴定縣南部之斗蓬山，自西向東流經(jīng)貴定、都勻、丹寨、麻江、凱里、黃平、臺江、施秉、劍河、錦屏、天柱等縣（市），于天柱縣甕洞入湖南境。以下稱沅江，右納渠水，左納舞陽河、辰水、酉水，經(jīng)常德至牛鼻灘匯入洞庭湖。清水江河源至重安江匯口為上游，又稱馬尾河，集水面積為2763km2；以下至錦屏六洞河匯口為中游；錦屏以下至省界托口為下游。河源至省界出口全長454.2km，河源高程1500m，省界出口高程220m，天然落差1280m，平均坡降2.82‰，流域集水面積17086km2。主要的一級支流有重安江、巴拉河、南哨河、烏下江、六洞河、亮江、鑒江等，清水江及各主要支流的流域特征值見表1。

2.氣象

清水江流域?qū)俑睙釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，暖濕多雨，冬冷夏熱，四季分明。冬季受極地大陸氣團控制，當(dāng)強寒潮南下時，氣溫下降，間有大風(fēng)或雨雪；入春后西南暖濕氣團勢力增強，受北方的冷空氣影響，往往形成長歷時暴雨；入秋時期處于西太平洋高壓控制，天氣晴好，常出現(xiàn)秋旱天氣；10月份以后，極地氣團勢力逐漸增強，直至冬季。

表1 清水江及其主要支流流域特征值表

凱里氣象站位于清水江貴州境內(nèi)河段的中部，其氣象資料具有代表性。據(jù)凱里氣象站歷年氣候資料統(tǒng)計：多年平均氣溫15.7℃，最冷月一月平均氣溫4.7℃，最熱月七月平均氣溫25.7℃，極端最高氣溫37.5℃，極端最低氣溫-9.7℃（1977年1月30日）。年平均無霜期為245d，最大積雪深度19cm。多年平均日照時數(shù)為1254.9h，日照率28%。多年平均相對濕度為78%，最熱月平均相對濕度為76%，最冷月平均相對濕度為77%。全年平均霧日數(shù)16.2d，冰雹日數(shù)1.1d，雷暴日數(shù)58.2d。多年平均風(fēng)速為1.7m/s，全年以N風(fēng)居多，最大風(fēng)速為15.2m/s (1972年5月5日)，風(fēng)向為N。根據(jù)凱里氣象站資料統(tǒng)計，多年平均年降水量為1218.1mm，降水分布不均，集中在5-9月，占全年的77%左右。平均年降水日數(shù)（日降水量≥0.1mm）為171d，日降水量≥10.0mm的日數(shù)為36d，日降水量≥25.0mm的日數(shù)為12.2d，暴雨日（日降水量≥50.0mm）為3.1d，實測最大日降水量為256.5mm。

3.測站分布

清水江流域貴州境內(nèi)干流上先后設(shè)有文峰塔、下司、旁海、施洞、劍河、錦屏等水文站，支流上設(shè)有灣水、南花、南哨、六洞橋等水文站。各站基本情況見表2。

4.暴雨特性

清水江流域?qū)俚湫偷纳絽^(qū)雨源性河流，洪水主要由流域內(nèi)暴雨產(chǎn)生。根據(jù)流域內(nèi)的有關(guān)測站統(tǒng)計，清水江貴州境內(nèi)上游馬尾河、巴拉河、南哨河等夏季經(jīng)常有日降水量在100mm以上的大暴雨出現(xiàn)，冷鋒低槽和兩高切變是形成這種天氣的主要原因。清水江流域貴州境內(nèi)降水量集中于5-7月份，約占年降水量的45%左右，4月份降水量也較多，占年降水量的12%左右。暴雨高值區(qū)多集中在清水江干流上游的馬尾河、特別是雷公山附近巴拉河及南哨河一帶，暴雨軸向及走向多呈由西南向東北，與河流走向一致。暴雨低值區(qū)臺江下游及三穗縣附近一帶，主要的大支流為六洞河。

圖1 清水江貴州省境內(nèi)最大24h暴雨等值線圖

5.主要測站洪水計算

根據(jù)實測的洪峰流量資料系列，并加入歷史洪水，合理確定歷史洪水及特大洪水的重現(xiàn)期，采用P-Ⅲ型頻率曲線適線推求清水江流域貴州境內(nèi)各主要水文測站設(shè)計洪水，成果見表2。

表2 清水江流域貴州境內(nèi)主要測站設(shè)計洪水成果表

6.洪水分布規(guī)律

清水江流域貴州境內(nèi)汛期每年從4-5月開始，9月底結(jié)束。年最大洪水大多數(shù)發(fā)生在5-7月，約占91%左右，4月、8月、9月、10月份占的比例較小。因暴雨高值區(qū)多集中在清水江干流上游的馬尾河、特別是雷公山附近巴拉河及南哨河一帶，暴雨軸向及走向多呈由西南向東北，與河流走向一致，故洪水以單峰形式居多，個別年份出現(xiàn)過復(fù)式峰型。一般一次洪水過程為7d，3d洪量約占7d洪量的60%左右。

根據(jù)清水江流域貴州境內(nèi)各主要測站的設(shè)計洪水成果，通過分析，清水江流域貴州境內(nèi)的洪峰流量面積比指數(shù)為0.67，通過計算，主要測站不同頻率洪峰模數(shù)成果見表3。

表3 清水江流域貴州境內(nèi)主要測站不同頻率洪峰模數(shù)成果表

從表3來看，清水江流域貴州境內(nèi)干流從源頭至巴拉河匯口以上河段洪水模數(shù)逐漸減??；隨著洪峰模數(shù)較大的巴拉河、南哨河匯入后，洪峰模數(shù)較下司~施洞河段有所增加；在南哨河匯入后附近洪峰模數(shù)達到施洞以下河段的最大；再隨著烏下河、六洞河、亮江、小河等支流的匯入后洪水模數(shù)將逐漸減小，洪水分布特性與暴雨分布特性基本一致。

從清水江流域貴州境內(nèi)干流的文峰塔、下司、施洞、錦屏站同期實測洪峰流量資料及洪水系列資料統(tǒng)計來看，上下游同時發(fā)生大洪水的機率較高，但同頻率很少。

7.結(jié)論

清水江流域貴州境內(nèi)集水面積17086km2，通過對流域內(nèi)的文峰塔、下司、施洞、錦屏、灣水、南花、南哨、六洞橋等水文站洪峰流量資料分析，其洪水分布特性與暴雨特性基本一致，即清水江流域貴州境內(nèi)干流從源頭至巴拉河匯口以上河段洪水模數(shù)逐漸減小；隨著洪峰模數(shù)較大的巴拉河、南哨河匯入后，洪峰模數(shù)較下司~施洞河段有所增加；在南哨河匯入后附近洪峰模數(shù)達到施洞以下河段的最大；再隨著烏下河、六洞河、亮江、小河等支流的匯入后洪峰模數(shù)將逐漸減小。本次分析成果可為清水江流域水利水電工程建設(shè)的設(shè)計洪水推求提供參考。