2015年西江1号洪水分析
2016-08-23黄建波黄夏坤吴立愿刘文丽
黄建波,黄夏坤,吴立愿,刘文丽,姜 文
(广西水文水资源局,南宁 530023)
2015年西江1号洪水分析
黄建波,黄夏坤,吴立愿,刘文丽,姜 文
(广西水文水资源局,南宁 530023)
2015年6月13~14日,受冷暖空气共同影响,桂北、桂东及桂中大部地区出现了暴雨到特大暴雨天气过程。受强降雨影响,西江干流武宣至梧州河段发生近5年来首次超警戒洪水,达到全国主要江河洪水编号规定,编号为西江2015年第1号洪水。为积累江西干流主要河道洪水预报经验,分析了这次流域暴雨特性、洪水组成及预报方案的适用性,为西江干流洪水预报提供技术参数。
暴雨特性;洪水组成;洪水预报;西江
1 流域概况
西江是珠江流域的主干流,发源于云南省曲靖市境内的马雄山,自源头至广东磨刀门企人石入海口,全长2 214 km。自上依次称南盘江、红水河、黔江、浔江、西江,汇入的主要支流有北盘江、柳江、郁江、桂江、贺江等。西江流域平均坡降0.58‰,集雨面积353 120 km2,占珠江流域面积的77.83%,西江在广西境内河系发达,西江地势大体上是西北高,东南低。自西向东主要地貌单元类型有云贵高原、桂粤中低山地丘陵与盆地,其中以山地丘陵与盆地为主,占比在90%以上。
西江洪水多发生在6、7月份,主要由锋面雨造成,峰高、量大,且洪峰持续时间长,洪水过程一般呈多峰型。由于红水河龙滩电站的建成,近年来,西江洪峰一般以柳江为主,当上游洪峰与下游支流桂江洪峰遭遇时,将会抬高西江梧州河段的洪峰水位,易形成量级大的洪水[1]。
2 暴雨洪水特性
2.1 暴雨特性
6月13~14日,受冷暖空气共同影响,桂北、桂东及桂中大部降大到暴雨,桂林、柳州、河池及来宾局地降大暴雨到特大暴雨,全区面平均雨量47 mm,最大点降水量为柳江县穿山镇417 mm。面雨量分布如图1所示。
本次强降雨过程具有以下几个方面特性:①雨强大。最大日雨量为柳江县穿山镇思荣站389 mm,重现期超百年一遇;②时间集中。强降雨主要集中在6月13日,14日的降雨逐渐减弱;③范围广。此次强降雨涉及柳州、来宾、桂林、河池、贺州等多个地市。50 mm以上笼罩面积达到9.6万km2,占全区面积40.5%;④历时短,此次降雨历时为6月13~14日,只持续2 d。
2.2 洪水特性
受强降雨影响,湘江、柳江、洛清江、桂江、蒙江、黔江、浔江、西江等21条河流31个站次出现超警0.02~5.12 m的洪水。西江梧州水文站于6月16日23时出现19.30 m的洪峰水位,超警戒水位0.8 m,相应流量30 800 m3/s,为2010年以来最大洪水。达到全国洪水编号标准,编号为西江2015年第1号洪水。
本次洪水具有以下几方面特性:①干支流洪水遭遇。柳江干流融江和支流龙江的洪峰基本遭遇,西江干流红水河与支流柳江的洪峰基本遭遇;②洪水量级不大,从上游至下游梧州站均为小于5年一遇的常遇洪水;③红水河上游洪水较小,区间来水较大。天峨站以上受龙滩电站控制最大出库为500m3/s左右,但下游迁江站洪峰流量达10 400 m3/s;④武宣站以下区间洪水较小。此次西江洪水以武宣以上来水为主,郁江、北流河基本没有洪水过程,蒙江洪水量级也不大。
图1 2015年6月13~14日广西降雨等值面图
3 洪水分析
3.1 洪水组成分析
本次洪水主要由桂江、柳江、红水河、洛清江及蒙江来水共同组合。其中以柳江、红水河来水占比重较大,桂江、洛清江次之,蒙江来水相对较小。
(1)黔江洪水主要由柳江、红水河、洛清江及区间来水组成,其中以柳江、红水河来水为主。从黔江武宣站最大7日洪量组成看,总洪量为127.0亿m3,柳江柳州站、红水河迁江站及洛清江对亭站分别占43.6%、33.6%、14.3%。
(2)西江洪水主要由浔江、桂江及蒙江来水为主,区间降雨较小。其中浔江来水主要以黔江武宣为主,郁江无洪水过程。从西江梧州站最大7日洪量组成看,总洪量为134.1亿m3,其中浔江大湟江口站占86.1%。
3.2 合成流量分析
黔江洪水以柳江、红水河、洛清江及区间来水组成,其中柳江占最大。黔江武宣站水位于6月14日5时从48.24 m开始起涨(为前一场水的退水中段),16日5时出现57.51 m的洪峰水位,相应流量28 500 m3,涨洪历时为48 h,涨幅9.27 m,为单峰过程。根据上游柳江柳州站、红水河迁江站、洛清江对亭站组合分析,最大合成流量为28 720 m3/s,时间为15日3时,其中柳州站参与合成流量为13900m3/s,处于涨水段,比洪峰值低0.58 m,占合成流量的48.4%;迁江站参与合成流量为10 400 m3/s,处于洪峰水位附近,占合成流量的36.2%;对亭站参与合成流量为4 420 m3/s,处于退水中段,占合成流量的15.4%。最大合成流量对武宣站最大洪峰流量折算系数为0.99,比平均值大了0.11,偏大比较明显,主要是上游各主要江河来水均较大,且区间面降雨达到80 mm以上,洪水坦化不明显。此次传播时间为26 h,比平均值滞后2 h,属正常情况。
浔江洪水以黔江来水为主,郁江没有出现洪水过程,仅为基流。浔江大湟江口站于14日11时从29.13 m开始起涨(为前一场水的退水中段),于16日12时30分出现33.14 m的洪峰水位,相应流量28 600 m3/s,涨洪历时49 h,涨幅4.01 m,为单峰过程。根据上游黔江武宣站、郁江贵港站组合分析,合成流量以武宣站为主,计算得最大合成流量为31 000 m3/s,时间为16日5时,其中武宣站参与合成28 500 m3/s,占合成流量的91.9%;郁江没有洪水过程,均为基流,约为2 500 m3/s,占比8.1%。最大合成流量对大湟江口站最大洪峰流量折算系数为0.92,比平均值大了0.02,主要是因为黔江甘王分洪道影响,据此次洪水调查分析,该分洪道在大藤峡站水位达32.70 m左右开始分洪,于桂平市江口镇汇入浔江。原大湟江口站位于该汇合口的上游,流量不含甘王水道分洪来水量,利用多年洪水资料分析出上游最大合成流量折算系数平均为0.90左右[2],2007年,大湟江口水文站搬迁至汇合口下游约1 km处重建,其流量已经包含甘王分洪道来水量,上游合成流量折算系数也应有所增加,但具体数值还需进一步收集洪水资料分析论证。此次传播时间为7 h,比平均值提前8 h,主要是因为郁江来水较小,黔江洪水倒灌郁江,致使浔江洪水提前出峰。
西江洪水主要以浔江、桂江及蒙江来水为主,区局降雨较小。西江梧州站于14日8时从15.89 m开始起涨(基本与前一场洪水的洪峰持平),于16日23时出现19.30 m的洪峰水位,相应流量30 800 m3/s,为常遇洪水,涨洪历时63 h,涨幅3.41 m,洪水过程较为肥胖。根据上游浔江大湟江口站、桂江昭平站、蒙江太平站及北流河金鸡站的来水组合分析,计算得最大合成流量为32 430 m3/s,时间为16日11时,其中大湟江口站参与合成28 600 m3/s,基本为洪峰值,占合成流量的88.2%;桂江昭平站参与合成流量为3 020 m3/s,处在退水末段,即将退至基流状态,占合成流量的9.3%;蒙江太平站参与合成流量为487 m3/s,也处于退水末段,占合成流量的1.5%。北流河没有洪水过程,基流约为325 m3/s,占比1%。最大合成流量对梧州站最大流量折算系数为0.95,比平均值小了0.03,主要是因为大湟江口搬迁后,已包含甘王分洪水量,其次是2007年长洲水利枢纽建成后,浔江干流河道大部分已成为库区,河道已经被渠道化,对量级较小的洪水,控制明显。此次传播时间仅为12 h,比平均值提前11 h,主要也是由于长洲水利枢纽调节影响,从洪水过程线看,梧州站在洪峰附近出现锯齿状,在接近洪峰时,上涨10 cm需要长达7 h,整个洪水过程中水位在19.20 m以上持续时间达15 h,说明对量级较小的洪水长洲水利枢纽调节十分明显。
4 预报方案适用性分析
本次洪水预报方案适用性主要针对西江梧州水文站,该站洪水预报可采用多种方法分析,主要有经验相关图、中国洪水预报系统率定的马斯京根法河道演算、上游合成流量折算系数推求洪峰流量、洪水的水面线等,但均以流量为基础进行预报分析演算,然后再通过水位~流量关系曲线,推求得到预报水位值。
(1)采用广西水文水资源局2010年编制的《广西洪水预报方案》进行分析,计算得到洪峰水位21.0 m,与实际洪峰水位19.30 m相比,误差较大,说明该方案在当前边界条件下已不适用;②采用上游合成流量折算系数分析,本次洪水采用大湟江口、金鸡、太平及昭平站进行洪水组合,计算得上游最大合成流量为32 430 m3/s,上游最大合成流量对梧州站折算系数按0.98(原分析成果)计算得31 800 m3/s,查综合线得为19.6 m(原综合线推算为20.30 m)。该方法计算得洪峰流量与洪峰水位均与实际出现值相差较大,说明在大湟江口站搬迁及长洲水利枢纽建成后,原上游最大合成流量对梧州站最大流量折算系数已失真;③采用中国洪水预报系统率定的两套预报方案(时段长1 h和6 h分别计算出洪峰流量为31 000 m3/s和30 000 m3/s,经最新水位~流量线推求得洪峰水位分别为19.40 m和19.14 m(原综合线推算为20.50 m和20.10 m)。该方法预报的洪峰流量与实际洪峰流量30 800 m3/s相比,误差较小,说明该方案分析洪峰流量具有一定精度,但在推求洪峰水位时,必须采用最新的水位~流量关系曲线;④采用洪水水面线分析,本次统计了近年以柳江来水为主的情况下,大湟江口站与梧州站洪峰水面线相差12.9~13.65 m之间,本场洪水两站洪峰水位相差13.84 m,与该区间比,略有偏大,但对于此量级的洪水,受水利枢纽调节后,也属正常情况,该方法具有一定参考价值。
5 结语
近年来,由于河段采砂及水利工程的影响,西江河道下垫面情况已经发生了显著的变化,水位流量关系较前期有了明显偏离,原有预报方案已经失去代表性。为得到准确的预警预报成果,应根据当前的边界条件重新编制实用洪水方案,在新预报方案编制未完成前,采用原预报方案预报时,必须注意对预测结论进行修正。每年要及时分析西江干流大断面资料,进行河道变化分析,并依据变化情况随时修订水位~流量关系,以确保其始终保持良好代表性。
[1] 水利部水文局,水利部珠委水利委员会水文局.2005年珠江暴雨洪水[M].北京:中国水利水电出版社,2007
[2] 广西水文水资源局.浔江防洪堤对沿江洪水及洪水预报影响研究报告[R].南宁:广西水文水资源局,2002.
(责任编辑:刘征湛)
Analysis of Xijiang No.1 flood of 2015
HUANG Jian-bo,HUANG Xia-kun,WU Li-yuan,LIU Wen-li,JIANG Wen
(Guangxi Hydrology and Water Resources Bureau,Nanning 530023,China)
From June 13 to14 of 2015,due to combined effect of cold and warm air,there were heavy rain or ex⁃traordinary storm rain in most of the northern,eastern and middle regions of Guangxi.Affected by intense rainfall,a flood exceeding alarm level and numbered with Xijiang No.1 flood of 2015 occurred for the first time in recent five years in the Xijiang river section between Wuxuan County and Wuzhou City.Analysis was made on the characteris⁃tics and flood composition of this storm rain.The adaptability of forecasting scheme was also discussed.
Storm rain characteristics;flood composition;flood forecast;Xijiang River
P333
B
1003-1510(2016)03-0005-03
2016-01-09
黄建波(1980-)男,广西柳州人,广西水文水资源局工程师,硕士,主要从事水文情报预报及水文分析工作。