新兴江流域水文特性分析

2020-02-11李辉

广东水利水电 2020年1期

李辉

(广东省水文局肇庆水文分局，广东肇庆 526060)

1 流域概况

1.1 地理位置

新兴江流域位于广东省中部偏西，毗邻珠三角，东经111°48′～112°42′，北纬22°18′～23°06′，流域面积2 355 km2，地跨云浮、肇庆两市。地处北回归线南侧，属亚热带海洋性季风气候区，气候温和湿润，热量丰富，光照充足，雨量充沛、霜期短。靠近南海，流域东南分水岭均有缺口，故常受台风影响。流域南部为天露山主峰及其支脉所贯穿，西面由大云雾山和大帽山将其与罗定江流域隔开，东面有老香山与尖峰山，中部为丘陵和一些冲积小平原，地形以山地、丘陵为主。

1.2 流域水系

新兴江是西江下游右岸一级支流，南与漠阳江流域相接，北至西江干流，发源于新兴县境内的天露山脉和阳春市境内的竹山顶(古称锦山)，由南向西北流经云浮市、肇庆市注入西江。新兴江总长为145 km，流域总集雨面积为2 355 km2，平均坡降为0.98‰。其中云浮市境内面积为2 289.5 km2，占总面积的97.2%，境内河长为140 km。其主流上游段称为簕竹河，主要支流有迴龙河及大南河。大南河由船岗河、集成河两条支流和其他小河组成，主流上游段称为共成河[1]。

1.3 水文站网

新兴江流域现有水文(位)站共7个，其中腰古水文站设于新兴江下游，建于1958年6月，是新兴江的控制站，结合流域整治及水情需要而设，为二类精度站，属于国家基本水文站，主要测验任务有水位、流量、降水量、蒸发量等。腰古水文站断面以上集水面积为1 776 km2，多年平均径流量为16.34亿m3，干流长88.2 km，至河口距离35 km。其他为中小河流水文(位)站点，设站年份为2011—2013年。流域各水文(位)站点情况见表1所示。

表1 新兴江流域水文(位)站点情况

新兴江流域共设有配套雨量站22个，站网密度为107 km2/站。其中裡洞、天堂、清洞、共成、樟田、稔村、新兴、南盛、腰古9个雨量站设站年份较早，为1958年前后，剩下均为近年新设。新兴江流域示意见图1。

图1 新兴江流域示意

2 降水

2.1 空间分布

新兴江流域降水量充沛，暴雨强度大。受地理位置、地形和气候条件的影响，新兴江流域降水量空间分布不均，受台风的影响较大。流域降水量自上游到下游依次递减，暴雨高值区在流域上游的天露山脉附近。根据流域各雨量站点多年实测资料统计，流域多年平均降水量约为1 700 mm；流域上游多年平均降水量约为1 800 mm，流域中下游多年平均降水量约为1 650 mm。

2.2 年内分配

新兴江流域的降水量年内分配极为不均，多集中在汛期4—10月，约占全年降雨量的80%～90%。形成流域暴雨的天气系统主要为锋面雨和热带气旋，4—6月的降水主要是锋面雨，7—9月主要是热带气旋雨，暴雨多发生于6—8月。根据流域各雨量站点多年实测资料统计，年内分配以5—8月最多，约占全年降水量的60%；以12月最少，约只占全年降水量的1.86%。新兴江流域多年平均降水量年内分配见表2。

表2 新兴江流域多年平均降水量年内分配

2.3 年际变化

降水量年际变化包括年际间的变化幅度和多年变化过程。年际变幅通常用年降水变差系数Cv和最大年与最小年降水量比值来表示[2]。根据流域内9个代表雨量站点1966—2017年52 a的实测降水资料统计，新兴江流域各年平均降水量的变差系数Cv=0.16，各雨量站的变差系数Cv为0.17～0.2，最大年降水量和最小年降水量的比值变化1.94～3.38，年变幅也较小。由此可见新兴江流域降水量年际变化较稳定。

新兴江流域各站点及流域年平均降水量的变差系数Cv、极差、极值倍比见表3。

表3 新兴江流域各站点及流域年平均降水量

3 蒸发

对新兴江流域代表站腰古站的水面蒸发资料进行分析，流域多年平均蒸发量为945.6 mm，水面蒸发主要集中在6—10月，占全年的54.31%。连续最大3个月水面蒸发量出现于7—9月，占全年的34.22%；连续最小3个月水面蒸发出现于1—3月，占全年的15.51%。最大月蒸发出现于7月，占全年的11.87%；最小月蒸发出现在2月，占全年的4.55%。多年平均蒸发量年内分配见表4。

表4 新兴江流域多年平均蒸发量年内分配

4 径流

新兴江流域径流主要来源于降水补给，有明显的季节性，其洪水均为暴雨形成，年最大洪水的季节分布与流域暴雨的季节分布基本一致，因此，流域径流的变化与降水存在明显的对应关系，即降水的时空分布决定了径流在空间、年内和年际分配的特征。新兴江流域多年平均径流量为21.67亿m3，变差系数Cv=0.30，年变幅也较小。多年平均径流深920 mm。多年平均径流量年内分配见表5。

表5 新兴江流域多年平均径流量年内分配

5 暴雨洪水分析

5.1 暴雨成因及特点

新兴江流域形成的暴雨主要分为锋面雨和台风雨。暴雨中心一般分布于流域南面天露山脉的迎风坡及地形变换显著之处。台风雨主要是由直接登陆广东省的台风引起的，由于登陆广东省的台风路径季节性变化与大气环流的季节性调整有关，特别是与太平洋副热带高压位置的季节性移动密切相关，主要有3条路径登陆广东省[3]，这3条路径对新兴江的流域暴雨有不同的影响。

1) 西北偏西路径(西行型)。这条路径登陆的台风主要来自西北太平洋。台风生成后向西北偏西方向移动，经巴士海峡、吕宋岛进入南海后继续西行，多在粤西沿海登陆，对新兴江影响较大，进入广西后减弱消失。比如，1989年台风“布伦达”影响，新兴江上游裡洞站录得最大24 h降雨量281.6 mm，造成腰古站洪峰水位16.83 m。

2) 西北转东北路径(转折型)。这条路径登陆的台风主要也来自西北太平洋。台风生成后向西北偏西方向移动，经巴士海峡、吕宋岛进入南海后，由于“副高”位置东撤或冷空气及其它天气系统的影响，路径发生偏转，呈抛物线型转向东北方向移动，多在珠江三角洲或粤东沿海登陆。比如1995年台风“海伦”，生成于太平洋海域，在茂名沿海登陆，在其影响下裡洞站录得最大24 h降雨量219.4 mm，造成腰古站洪峰水位16.31 m。

在珠江三角洲登陆的台风对新兴江流流域影响显著，若在粤东登陆一般对新兴江流域影响较小，但也有特殊情况，如2010年11号台风“凡亚比”，在粤东登陆后往西南方向移动，导致新兴江腰古站出现约五年一遇洪水过程。

3) 北上路径(北上型)。这类登陆台风源地主要是南海中、北部海面。台风生成后依靠台风内力和副高西缘偏北气流引导，使其向北移动，多登陆粤西沿海。这条路径对新兴江流域影响也较为显著，比如2006年第5号台风“派比安”影响，新兴江上游裡洞镇录得最大24 h降雨量303 mm；2009年第7号台风“天鹅”、第15号台风“巨爵”；2010年第3号台风“灿都”等。

新兴江流域代表站点历年实测最大暴雨统计见表6(截止到2018年)[1]。

表6 新兴江流域代表站点历年实测最大暴雨 mm

5.2 洪水特性分析

新兴江流域洪水的成因以台风引起的强降雨为主，洪水的规模取决于暴雨的强度、时空分布以及前期影响雨量，其历史调查洪水及实测大洪水多为台风暴雨所形成。流域内共有五宗中型水库，分别为流域上游的北峰山、合河、共成、朝阳水库，下游的杨梅水库，能在大洪水中能起一定的调节作用。

洪水一般出现在汛期，年最大洪峰出现时间主要集中在6—9月，从1958—2018年，出现在这4个月的历年累计次数为44次，占比达73%。年最大洪峰在非汛期出现的次数非常少，历年累计次数仅为3次，仅占总数的5%。一般年份有2～3场中等以上洪水出现，干流洪水历时约3～5 d，洪水规模相对较小，特点是来势猛、暴涨暴落、持续时间较短。较典型的洪水过程有2018年6月发生的流域性暴雨洪水，各站点洪水水位过程线见图2所示。