澄江都安縣城水文站“6·25”暴雨洪水分析

黃玉丹

（河池水文中心，廣西 河池 547000）

1 流域概況

1.1 水系概況

澄江是西江干流紅水河段支流，源出都安縣大興鄉(xiāng)九頓村，源頭由東、西兩條地下河溢出地表，自北向南流經(jīng)大興鄉(xiāng)、高嶺鄉(xiāng)、澄江鄉(xiāng)、安陽(yáng)鎮(zhèn)等4 個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），于澄江鄉(xiāng)紅渡村龍頸匯入紅水河，全長(zhǎng)44 km，流域面積926 km2。因河水含泥沙量少，河水清澈，故名澄江。澄江為縣內(nèi)主要灌溉河道之一，兩岸地勢(shì)平坦，河谷開闊，農(nóng)田密布，為縣內(nèi)主要產(chǎn)糧基地之一。沿河建有響水關(guān)、塘紅、塘里等多處攔河壩用于引水灌溉農(nóng)田，最大引水流量10 m3/s。河道上游及下游修建的徑流小水電站有百拉、響水關(guān)、及龍頸水電站等3座，裝機(jī)容量1265 kW。流域內(nèi)有大興、拉擺、板六、幫祖、板巴、弄內(nèi)等6 條地下河。澄江在縣城河段為非巖溶河段，河道水淺，不宜通航，河道平緩，洪水期由于龍勁電站洪頂托，下泄不暢，易成澇災(zāi)。

1.2 都安縣城水文站概況

都安縣城水文站位于都安縣安陽(yáng)鎮(zhèn)澄東路，為澄江下游主要控制站。始建于2010年，屬省級(jí)重點(diǎn)報(bào)汛站，集水面積816 km2。上游流域有九頓、高嶺、中直等3 個(gè)雨量站，及澄江上游河段距都安縣城水文站32 km 處的大興水文站。從實(shí)測(cè)洪水資料表明，澄江都安縣城河段實(shí)測(cè)最高洪水位151.49 m，為20 a 一遇洪水，發(fā)生于2010 年6 月2 日。沿河低洼區(qū)域嚴(yán)重受淹，城鎮(zhèn)內(nèi)澇嚴(yán)重。站址以上流域示意圖見圖1。

圖1 澄江都安縣城水文站上游水系、站點(diǎn)示意圖

2 氣候特點(diǎn)

都安縣地處大石山區(qū)，境內(nèi)峰巒重疊，地域廣闊，地形地勢(shì)較為復(fù)雜，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)北緣，處于廣西盆地向云貴高原過渡的斜坡上，故氣候亦有過渡特點(diǎn)。但受地形、地質(zhì)構(gòu)造和巖溶山區(qū)水文、植被等條件制約，境內(nèi)各地的小氣候特征較為突出。由于縣域地處北回歸線略為偏北的低緯地帶，獲太陽(yáng)輻射較多，故氣溫高，熱量充足，全縣各地年平均氣溫在18.2～21.7℃之間；易受東南季風(fēng)帶來的暖濕海洋氣流影響，導(dǎo)致雨天較多，雨量充沛，但降雨時(shí)空分布不勻。都安縣系廣西暴雨區(qū)之一，根據(jù)降雨資料，全年降水量1600～1800 mm，中部、南部降雨量較多，西部降雨量則較少。因季風(fēng)氣候影響，四季雨量有明顯差異，而雨季出現(xiàn)時(shí)間年際變化也較大，春末至夏季雨水多，秋末至冬季雨水少，故常發(fā)生春秋旱夏澇的現(xiàn)象。

3 洪水特性

澄江屬紅水河一級(jí)支流，全長(zhǎng)44 km，河道平緩，平均坡降2.57‰，水流緩慢，澄江途經(jīng)部分河段區(qū)域呈沼澤地，河水滯留量大。澄江中上游響水關(guān)水庫(kù)庫(kù)區(qū)有多處溶洞，系巖溶發(fā)育強(qiáng)烈地帶，巖洞、裂隙遍布，蓄水較為困難。上游水文控制站大興水文站距都安縣城水文站32 km，洪水傳播時(shí)間大約17 h，平均水流速度大約0.53 m/s。由于水流緩慢，洪水傳播時(shí)間久，河道流量消減明顯，再加之流域內(nèi)有用于引水灌溉的攔河壩及小型水電站調(diào)節(jié)影響，澄江上游大興水文站來水量對(duì)下游都安縣城水文站洪峰水位影響不大。都安縣城河段流域洪水主要受暴雨影響，及位于澄江鄉(xiāng)紅渡村澄江河與紅水河匯合處的龍勁水電站洪水頂托影響，但影響較小。

根據(jù)都安縣城水文站2010 年建站以來的實(shí)測(cè)洪水資料統(tǒng)計(jì)，該站歷年實(shí)測(cè)年最高水位151.49 m，歷年實(shí)測(cè)最低水位145.6 m，一次洪水變幅最大3.46 m。從2010—2018 年澄江都安縣城水文站高洪（水位150.0 m）以上洪水資料可知，發(fā)生高洪以上洪水場(chǎng)次少，僅9場(chǎng)，其中6月份5場(chǎng)，7、8月份各2場(chǎng)。

4 “6·25”暴雨洪水過程

4.1 暴雨分析

2018 年6 月21～25 日，受高原短波槽、低層切變線及地面靜止鋒南移共同影響，河池市從北向南出現(xiàn)最大范圍強(qiáng)降雨過程。澄江流域局部出現(xiàn)大暴雨的強(qiáng)降雨過程，部分主要控制雨量站點(diǎn)最大24 h雨量達(dá)100 mm 以上。22日01～18時(shí)在小時(shí)時(shí)段上澄江斷斷續(xù)續(xù)受到降雨影響，到19時(shí)以后流域內(nèi)才連續(xù)降雨。降雨過程從小時(shí)時(shí)段上初期并不連續(xù)，但按日雨量統(tǒng)計(jì)則降雨持續(xù)。本次降雨分析流域內(nèi)九頓、高嶺、中直、大興、都安縣城5個(gè)代表站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)雨量數(shù)據(jù)。6月21日，澄江流域內(nèi)降雨強(qiáng)度不大，22 日，降雨在逐漸增強(qiáng)，降雨分布全流域，上中下游各代表站日雨量都達(dá)到100 mm 以上，其中日雨量最大為都安縣城水文站134.5 mm，其次為大興水文站115.0 mm。較大強(qiáng)度降雨時(shí)段為22日20時(shí)～23 日0 時(shí)，流域內(nèi)3 h 累計(jì)面雨量40.5 mm，5 h 累計(jì)面雨量56.0 mm，形成本次降雨第1 個(gè)雨峰。23日，強(qiáng)降雨仍在持續(xù)，24 h 最大降雨為高嶺雨量站119.0 mm，24日05時(shí)～07時(shí)，流域內(nèi)3 h面平均降雨量達(dá)65.5 mm，出現(xiàn)降雨第2個(gè)雨峰；之后一直到25日12 時(shí)，降雨過程才基本全部結(jié)束，累計(jì)流域面平均降雨量241.0 mm。澄江流域主要代表雨量站點(diǎn)逐日降雨量見表1，面降雨量見圖2。

圖2 澄江流域降雨等值面圖

表1 澄江流域2018年6月21～25日主要雨量站點(diǎn)逐日降雨量統(tǒng)計(jì)表

4.2 洪水過程

受兩次雨峰段影響，澄江都安縣城水文站水位出現(xiàn)一次短時(shí)洪峰后又持續(xù)上漲，直到出現(xiàn)最終洪峰。從6 月22 日17 時(shí)起漲，水位147.28 m，24 日0時(shí)出現(xiàn)第一次持平洪峰，洪峰水位149.86 m。由于受第2 次雨峰繼續(xù)影響，水位于24 日02 時(shí)繼續(xù)上漲，25日07時(shí)出現(xiàn)150.74 m的第2次持平洪峰水位，超警戒水位0.24 m。洪峰水位持續(xù)到25 日09 時(shí)才出現(xiàn)緩慢退水的趨勢(shì)，直到26日02時(shí)，洪水位退至警戒以下。6月21～25日都安縣城洪水過程見圖3。

圖3 都安縣城水文站洪水過程圖

5 洪水預(yù)報(bào)分析

5.1 洪水預(yù)報(bào)過程分析

都安縣城水文站由于建站時(shí)間較短，資料系列比較欠缺，所處澄江河道較為復(fù)雜，預(yù)警預(yù)報(bào)工作開展較為困難，預(yù)警預(yù)報(bào)工作主要依據(jù)多遠(yuǎn)回歸預(yù)報(bào)方案、經(jīng)驗(yàn)方法及漲率分析法進(jìn)行洪水預(yù)報(bào)。根據(jù)多場(chǎng)都安縣城水文站洪水資料進(jìn)行總結(jié)分析，初步發(fā)現(xiàn)針對(duì)該站漲率分析法預(yù)報(bào)過程中可以參考的一些洪水規(guī)律：過程累計(jì)面雨量達(dá)100 mm 以上洪水，出現(xiàn)離警戒水位0.5 m的洪水概率較高；次洪水對(duì)應(yīng)的降雨過程雨強(qiáng)較強(qiáng)，且歷時(shí)較短，水位出現(xiàn)最大漲率前1 小時(shí)段，運(yùn)用漲率分析法對(duì)洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)分析準(zhǔn)確率高；次洪水對(duì)應(yīng)的降雨過程雨強(qiáng)較弱且歷時(shí)長(zhǎng)，水位出現(xiàn)最大漲率時(shí)，滯后1 h，運(yùn)用漲率分析法對(duì)洪水進(jìn)行預(yù)報(bào)分析準(zhǔn)確率相對(duì)較高，后期有持續(xù)降雨補(bǔ)充則預(yù)報(bào)峰現(xiàn)時(shí)間會(huì)相對(duì)延后。

6 月21 日，流域內(nèi)初期雨量不大，我們就密切關(guān)注氣象情況，提前做好澄江流域預(yù)測(cè)工作。22日21時(shí)開始，降雨開始連續(xù)，到23日0時(shí)，累計(jì)面降雨達(dá)57.0 mm，立即展開多元回歸速查表及經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)方案，結(jié)合漲率分析法對(duì)澄江進(jìn)行洪水位預(yù)估，預(yù)計(jì)24日01時(shí)前后出現(xiàn)149.4 m左右的洪峰水位，考慮到澄江緩漲緩落，河道復(fù)雜，產(chǎn)匯流時(shí)間長(zhǎng)，峰現(xiàn)時(shí)間平均25 h，預(yù)估洪峰水位不會(huì)達(dá)到警戒水位，因此暫時(shí)沒有發(fā)布預(yù)警，后期持續(xù)滾動(dòng)預(yù)測(cè)。

23 日06 時(shí)，都安縣城水位148.67 m，水位于05時(shí)出現(xiàn)最大漲率，此時(shí)降雨過程累計(jì)面降雨量達(dá)98.0 mm，運(yùn)用已建立的多元回歸預(yù)報(bào)模型公式及參考漲落率法的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)洪峰水位進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，預(yù)計(jì)都安縣城水文站將于24 日01 時(shí)前后出現(xiàn)149.7 m 左右洪水，沒有具備預(yù)警發(fā)布條件。實(shí)際24日0時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)149.86 m的持平洪峰水位。

24 日05～06 時(shí)，澄江流域出現(xiàn)新一輪主雨過程，2 h累計(jì)面雨量達(dá)59 mm，受此影響，澄江水位持續(xù)緩慢上漲，并于06 時(shí)水位再次出現(xiàn)漲率拐點(diǎn)，24日07 時(shí)，降雨基本穩(wěn)定，短歷時(shí)的強(qiáng)降雨形成的主雨峰基本結(jié)束，考慮澄江洪水特點(diǎn)，主雨峰結(jié)束后，滯后1 h 進(jìn)行漲率預(yù)報(bào)分析，結(jié)合回歸分析及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，預(yù)估都安縣城水文站將于25 日08 時(shí)出現(xiàn)150.6 m左右的洪峰水位。實(shí)際洪峰于25日07時(shí)出現(xiàn)150.74 m的洪峰水位，洪峰預(yù)報(bào)誤差0.14 m，時(shí)間預(yù)報(bào)誤差1 h，都安縣城洪峰水位及峰現(xiàn)時(shí)間預(yù)報(bào)精度合格。洪水預(yù)報(bào)過程見表2。

表2 澄江都安縣城水文站預(yù)報(bào)分析過程表

5.2 影響洪水預(yù)報(bào)精度的因素分析

（1）編制預(yù)報(bào)方案資料代表性欠缺。都安縣城水文站建站年份較晚，水文資料系列少，由現(xiàn)有的有限資料分析所得的水文規(guī)律，代表性差，尤其是建站以來高洪以上洪水資料較少，當(dāng)發(fā)生大洪水時(shí)，預(yù)報(bào)未來洪水規(guī)律誤差會(huì)相對(duì)更大。

（2）受河道環(huán)境及水利工程影響。流域內(nèi)巖溶分布廣，溶洞、地下暗河較多，產(chǎn)匯流機(jī)制復(fù)雜，很難把握次洪規(guī)律。澄江上下游分布有多座小型水電站及用于灌溉的攔河壩，由于水利工程調(diào)節(jié)影響，可能造成洪峰提前，峰量減少。流域內(nèi)出現(xiàn)高水時(shí)，河道建筑物有一定的阻水作用，導(dǎo)致泄洪不暢，洪水過程變形，改變了原有的洪水特性，洪水過程預(yù)報(bào)難以精準(zhǔn)把握。

（3）測(cè)驗(yàn)、計(jì)算過程存在誤差。實(shí)測(cè)的水文要素受自然條件和觀測(cè)技術(shù)、儀器精確度等客觀條件影響，在實(shí)測(cè)資料施測(cè)及計(jì)算過程中，往往會(huì)存在一定的誤差，致使水文資料整編出的水位流量關(guān)系線存在誤差，最終會(huì)導(dǎo)致流量計(jì)算值誤差，影響洪水預(yù)報(bào)精度。

（4）預(yù)報(bào)方案本身精度等級(jí)不高?，F(xiàn)行的預(yù)報(bào)方案大部分在一定物理成因基礎(chǔ)上作某些假定或簡(jiǎn)化，預(yù)報(bào)方案的編制一般僅選用代表性的水文資料，區(qū)間降雨等影響因素在數(shù)值運(yùn)用中往往按均值進(jìn)行處理，眾多其他影響因素會(huì)被省略，造成預(yù)報(bào)方案誤差。

6 結(jié)語

澄江流域河道復(fù)雜，洪水受影響因素較多，流域內(nèi)水文控制站建站年份短，資料系列不長(zhǎng)，預(yù)警預(yù)報(bào)工作較難開展。通過對(duì)本次暴雨洪水特性及洪水預(yù)報(bào)工作的分析，對(duì)于掌握澄江暴雨成因、特性及洪水形成條件及變化規(guī)律是十分有益的，可以為流域內(nèi)的預(yù)警預(yù)報(bào)工作提供參考。