防城河下游洪水组成及干支流洪水遭遇分析

张 欣，张大伟

（广州珠科院工程勘察设计有限公司，广州 510635）

1 概述

防城河位于广西防城港市腹地，属于桂南独流入海河流，发源于防城区扶隆乡十万大山南麓平隆隘旁，自西向东流经扶隆乡、大菉镇、华石镇、防城镇后折向西南，经江山乡、港口区公车镇，于防城港半岛注入南海北部湾。流域控制集雨面积895 km2，河道干流总长83.8 km，综合平均坡降1.84‰，主要支流有电六江、大菉江和滩浪河等[1～3]。

防城河干流水文控制站主要有长岐水文站、防城水位站。长岐站设立于1956年，位于防城河中游的大菉镇长歧村，控制集雨面积441 km2，主要测验任务为水位、流量、降雨量等；防城站设立于1981年，控制集雨面积685 km2，主要测验任务为水位、降雨量等。防城河流域水文站及雨量站基本情况见表1。

表1 防城河流域水文站及雨量站基本情况表

本文收集到长岐站1960-2018年年最高水位，防城站1960-2014年年最高水位，以及长岐、防城、扶隆和华石等站降雨资料。在对以上实测系列资料进行整理的基础上，对河道下游防城站的洪水组成及流域干支流洪水遭遇情况进行分析。

以上数据都是水文部门管辖的国家基本站所收集，按全国统一的技术规范进行观测收集及整编审查，可靠性有保证。

2 设计暴雨

对于防城站设计暴雨，根据实测的年最大24 h降雨量系列采用P-Ⅲ适线法进行频率分析，适线成果如图1所示，得防城站多年平均最大24 h雨量均值为220.49 mm，而由2010年《广西壮族自治区暴雨径流查算图表》（以下简称《图表》）查得防城站24 h设计雨量均值为245.00 mm，防城站各频率24 h设计雨量值对比见表2。

从表2可以看出，《图表》成果整体较实测分析成果大，从流域设计暴雨时空要求以及工程安全等方面综合考虑，本研究设计暴雨采用《图表》计算成果。

表2 防城站不同频率的24 h设计雨量对比表

图1 防城站年最大24 h降雨P-Ⅲ频率曲线图

3 设计洪水位

3.1 长岐站设计洪水位计算

将收集到的长岐水文站1960-2018年共59年实测年最高水位系列进行频率计算，采用P-Ⅲ曲线进行适线，适线成果见图2，长岐站设计洪水位结果见表3。

表3 长岐站设计洪水位成果表（国家85高程）

图2 长岐站年最高水位P-Ⅲ频率曲线图

3.2 防城站设计洪水位计算

将收集到的防城水位站1960-2014年共55年实测年最高水位系列进行频率计算，采用P-Ⅲ曲线进行适线，适线成果见图3，防城站设计洪水位结果见表4。

图3 防城站年最高水位P-Ⅲ频率曲线图

表4 防城站设计水位成果表（国家85高程）

3.3 设计洪水位合理性分析

分别将长岐站、防城站频率设计洪水位成果与《防城港市防洪防潮图》[4]中防城河长岐站、防城站各级频率洪水位成果进行对比分析（见表5）。

表5 长岐站、防城站设计洪水成果表（国家85高程）

由表5可知，本次计算水位成果较防洪防潮图中成果偏大，但成果偏差不多，二者成果相差在0.05%～4.79%之间。造成差别的主要原因为：2001年大洪水（相当于20年一遇频率洪水）之后，长岐站与防城站均未发生10年一遇以上大洪水；与防洪防潮图成果相比，本次计算所采用实测系列较长，两次采用的变差系数Cv、偏态系数Cs等统计参数不完全相同。从采用资料、计算方法及成果的一致性出发，本次分析成果是合理的。

4 防城站洪水组成分析

将长岐站与防城站1989-2014年年最高水位及出现的时间进行整理，对整理结果进行对比（见表6），以分析长岐站与防城站发生年最大洪水的时间及区间降雨量之间的关系，得出防城站不同洪水频率组成。

表6 长岐站与防城站年最高水位对比分析表

由表6知，在26年系列洪水中，长岐站与防城站同一天发生洪水的年份为11年，所占比例为42.3%，洪水发生时间不一致的年份为15年，所占比例为57.7%。其中，防城站洪水主要由上游长岐站洪水造成的次数为6次，所占比例为23.1%；防城站洪水主要由区间降雨造成的次数为15次，所占比例为57.7%；防城站洪水主要由上游长岐站洪水与区间降雨共同造成的次数为5次，所占比例为19.2%，雨洪遭遇时往往造成防城站发生较大量级的洪水。当两站发生洪水时间不一致时，防城站洪水多是由区间降雨造成，但洪水量级较小，基本不受上游长岐站洪水影响。

防城站洪水组成情况及各自占比见图4。

图4 防城站洪水组成

对表6中两站洪水发生时间进行对比分析，结果表明：

（1）两站洪水发生时间不一致时，防城站洪水主要受区间降雨影响。

（2）两站洪水发生时间一致时，防城站10年一遇以下洪水主要由上游长岐站洪水或长岐站洪水与区间降雨叠加形成。如：1998年长岐站发生约15年一遇洪水，遭遇区间降雨量仅为88 mm（不足多年平均值），防城站发生约7年一遇洪水，防城站此场洪水主要是由上游长岐站洪水形成；2012年长岐站发生约6年一遇洪水，遭遇区间降雨量为412 mm（相当于10年一遇），导致防城站发生约9年一遇洪水，防城站此场洪水主要是由长岐站洪水与区间降雨叠加形成。

（3）两站洪水发生时间一致时，长岐站发生10年一遇以上洪水时，若遭遇区间强降雨，防城站可能发生20年一遇以上洪水，此种工况下，防城站洪水主要由区间降雨及上游长岐站洪水遭遇形成，如2001年长岐站发生约15年一遇洪水，遭遇区间降雨量为352 mm（相当于8年一遇），导致防城站发生约20年一遇洪水。

5 流域干支流洪水遭遇分析

根据防城站洪水组成分析可知，防城站的洪水与防城站区间降雨存在一定的关系，但也与上游长岐站洪水存在的一定联系。根据实际发生洪水统计可知：

（1）在长岐站洪水量级较小情况下，当防城站区间降20年一遇暴雨时，可能遭遇防城站10年一遇的洪水。

（2）在长岐站洪水量级较大情况下，当防城站发生20年一遇洪水时，可能遭遇区间10年一遇暴雨。

（3）当长岐站发生10年一遇以上洪水，遭遇区间大暴雨时，防城站发生洪水量级较长岐站大，遭遇区间降雨量较小时，防城站发生洪水量级较长岐站小。

6 结语

本文采用防城河中游长岐水文站与下游防城水位站实测年最高水位系列资料，经过P-Ⅲ曲线频率计算，得出两站不同频率下的设计洪水位，对两站年最高水位出现时间及区间降雨量进行分析，得出防城河下游防城站的洪水组成及干支流遭遇工况。分析成果可为防城河流域防洪（潮）排涝规划及河道整治等相关规划、设计工作的水文条件选取提供参考。