西雙版納河流行洪能力特性分析

周安輝

（云南省水文水資源局西雙版納分局，云南 景洪 666100）

0 引言

為實時掌握西雙版納河流行洪能力和沿河防洪情況，本文對全州的河流行洪能力和洪水預警能力進行調查分析，致力于強化西雙版納防汛服務措施、提高防汛工作成效。通過對西雙版納行洪能力特性的分析，探究如何科學合理地完善水文工作，同時提出在行洪能力分析工作中開展有效的工作管理和服務，鍛煉水文隊伍勘察能力、野外作業能力和應急能力等，增強全州河流暴雨期洪水特性、河流及周圍特性、水文能力等數據的收集分析能力，加強水利工程建設和監測暴雨預警能力建設，增強西雙版納水文服務及防汛工作能力。

1 概況

1.1 西雙版納地勢特點

西雙版納轄一市兩縣，總人口在120 萬左右。西雙版納地處云南西南邊陲，屬于北回歸線以南的熱帶季風氣候，全州常年濕潤多雨、高溫炎熱，全年基本分為兩季，即雨季和旱季。西雙版納雨季集中在6—10 月，旱季在11 月到翌年的5 月，年平均降水1540 mm，雨季降水量占全年降水量的80%。西雙版納境內所有河流均屬于瀾滄江水系，涉及范圍超過50 km2的河流數量有123 條。

為了解決西雙版納防洪和農業發展等問題，政府在全州建立了大量的水庫和水電站，全州水庫總數已經達到197 座，以適應西雙版納雨季較長的特點，同時也兼顧了防洪功能。根據對全州的年降水量分布情況進行分析，西雙版納整體降水量從北向南呈遞減趨勢。

1.2 西雙版納形成暴雨洪水的過程

西雙版納處于自然分界線哀牢山南麓，無量山西側，瀾滄江下游，屬于熱帶季風氣候，受到西南季風環流和西太平洋副熱帶高壓邊緣東南季風的作用，雨季多集中在6—10 月。雨季多暴雨的主要原因是天氣的切變和低渦等。

西雙版納的暴雨洪水主要是從4 月下旬開始的，西風帶南部支流逐漸減弱，西太平洋副熱帶高壓位置向北移動，導致西雙版納出現大雨和洪水的情況，但這時候的大雨剛開始形成，一般降雨級別較小。

5—6 月，西太平洋副熱帶高壓逐漸向北移動，西南季風形成了低壓氣旋，并開始向內陸移動，因此導致西雙版納自南向北開始進入真正的雨季。雖然此時也會出現暴雨洪水天氣，但降水量依然不是整個雨季最大的，只有遇到特殊天氣的時候，才會出現較嚴重的暴雨降水。根據近些年總體統計來看，此時降水產生的洪水概率僅占4.1%左右。

7—8 月中旬，西太平洋副熱帶高壓從西向北移動，高空屬于西風槽，低渦又格外活躍，地面所產生的低壓鋒系越來越頻繁，再加上西南、東南暖濕氣流變強并持續向北移動，這個過程會攜帶大量水汽覆蓋內陸大部分地區，從而形成阻塞性暴雨天氣，導致暴雨頻繁發生，而且勢頭猛烈、強度頗大，一次暴雨天氣普遍會持續長達3 d，全流域由此進入了集中降雨期，這個時段的降水量占全年的60.5%。

8 月下旬之后，西太平洋副熱帶高壓開始西進，瀾滄江整個流域出現了短暫的伏旱天氣，這時暴雨洪水量開始減少，但是受西雙版納地形的整體影響，在特殊天氣下仍然有出現大暴雨的可能性，大概占全年的8.3%。

9 月之后，西太平洋副熱帶高壓開始逐步減弱，暴雨天氣也隨之進入低潮。雨帶開始向南移動，但是不排除暴雨降雨的情況，同時期降水量約占全年的14.6%。

10—11 月中旬，開始出現西風帶南支急流，西太平洋副熱帶高壓開始減弱并向南退回，這時候開始進入秋汛洪水的季節，降水和洪水量都會開始減弱，但由于受到地勢的影響，可能還會出現一定范圍的降雨天氣。但除非遇到特殊天氣，否則西雙版納全州不會出現大暴雨天氣，事實上，這個時期出現極端天氣的概率較低。

11 月下旬之后，受西風環流控制，西風帶南支急流開始形成，空氣中的水汽含量開始大幅下降，強降雨天氣開始減少，暴雨天氣也會隨之減少，這種狀態會一直持續到汛期結束，隨后開始進入旱季。至此，西雙版納整個雨季結束。

2 河流行洪能力分析

2.1 防洪防護對象調查分析

本文通過西雙版納現有的水文資料及相關水利工程資料匯總，并使用現有的測量、測流和定位等設施對橫縱斷面、水位、流量及防護對象分布情況進行了測量，提出在調查的同時也要對簡易河流段洪水情況進行資料整理的建議。此次調查主要基于西雙版納境內河流基本情況和實際分布情況，結合近50 年的洪水淹沒情況、河段治理情況、現有的行洪能力、水利工程分布情況等進行調查分析。涉及的范圍主要是西雙版納內所屬的一市兩縣洪水災害的調查評估，從而完善50 km2以上河流洪水災害的調查分析。由于前期搜集材料過程中并沒有發現50 km2以上的河流行洪資料，通過對一市兩縣的調查可以對這些沒有搜集到的資料進行補充。此外，交通港口和較大規模的農田也一并納入了本次調查的范圍[1]。

2.2 河道防洪防護分布情況

本次行洪能力分析主要針對50 km2以上河流進行篩查，主要面向河流沿線居民、工農業企業、村寨、交通領域，其中涉及景洪市的調查對象有105 個，排除不容易受到洪水災害的對象，最后有23 條河流、69 個防護對象符合調查標準而接受了調查。在勐海縣調查中涉及21 條河流，47 個防護對象，而這47 個防護對象中有25 個是山洪災害調查點，在最后篩查中確定了14 個河段作為重點防護對象，主要分布在流沙河的干流和支流等地。在勐臘縣同樣涉及26 條河流，各類防護對象為66 個，其中重點防護對象為45 個。

2.3 西雙版納河流行洪能力現狀分析

經過對西雙版納全州70 條河流中的182 個斷面行洪能力與預警預報能力進行分析，其中有18 個斷面可以用作水文站預警，剩下的可以采用雨量的方式進行預警。行洪能力重現期分析如表1 所示。

表1 西雙版納全州182 個斷面行洪能力重現期分析

此次行洪能力分析主要采用的方法是測量現場河流斷面，運用曼寧公式計算水位的流量關系，通過戶外實測流量進行調整，最后得到災害水位對應的流量數據。同時也可以通過以下4 種方法計算斷面的頻率，從而設計對應的流量數值，根據現場調查估計頻率作為調整對象，最終確定會發生災害的流量設計頻率[2]。

2.3.1 水文站測量分析法

在多種測量法當中，有水文站實測資料的，要首先選用實測計算值來設計洪水流量計算。例如，東風農中橋斷面旁邊原先就建有東風農中橋水文站，這樣就可以用水文站實測的最大流量頻率進行洪水流量計算。原水文站實測最大頻率統計參數如下。

均值：28.4 m3/s，cv=0.47，cs/cv=3.0。

經過原參數所計算出的成果為：①2 年一遇，25.5 m3/s；②5 年一遇，37.9 m3/s；③10 年一遇，46.2 m3/s；④20 年一遇，54.1 m3/s；⑤50 年一遇，64.0 m3/s。

2.3.2 水文比擬法分析

在西雙版納河流上下游或者河流周圍有水文站的，當流域遇到暴雨和產匯流條件類似的時候，就可以采用水文比擬法來計算。根據暴雨和產匯流情況，西雙版納在瀾滄江左側有暴雨的區域為9 個，產流區域為7 個，匯流區域為7 個，因此從各個暴雨平均值來看，西雙版納所屬的瀾滄江左側岸邊各地的變化量較小；而右側暴雨區域為9 個，產流區域為7個，匯流區域為6 個，從平均值來看，右側岸邊各地變化量也比較小。

當參證站與設計站的流域面積相差較大，而流域內自然地理條件比較一致，降雨又比較均勻時，可以按照式（1）計算。

式中：Q設——設計站洪峰流量或洪水總量；Q參——參證站洪峰流量或洪水總量；F設——設計站流域面積；F參——參證站流域面積；n——指數。

洪水在相對的范圍內具有互為因果的特點，因此，對西雙版納河流左右岸各個水文站所涉及的最大洪峰時期的流量進行樣本計算，洪峰期流量的均值數據分別如圖1 至圖4 所示。

圖1 西雙版納瀾滄江左岸年最大洪峰流量均值與流域面積的關系

圖3 西雙版納瀾滄江左岸最大洪峰流量均值與流域面積比的關系

圖4 西雙版納瀾滄江右岸最大洪峰流量均值與流域面積比的關系

從圖1、圖2 可以看出，洪峰整體流量會隨著面積的遞減而有所減少。通過對曼安水文站最大洪峰流量均值與流域面積比可以看出，西雙版納河流及周圍瀾滄江左岸各個水文站進行對比建立關系，得到了冪函數指數。從而看出左側洪峰流量和流域面積的系數為2015.8，與對比的曼安站流量值差-2%，指數n=0.8634。而西雙版納和周邊瀾滄江右岸的洪峰流量和流域面積的系數為131.38，與勐海站值相差1.3 m3/s，n=0.589。從這些圖和數據資料可以看出，水文比擬法是采用了流域較近的距離進行對比的，其中引用了暴雨和產匯流所需條件相類似的水文站數據作為計算設計洪水情況的依據。

圖2 西雙版納瀾滄江右岸年最大洪峰流量均值與流域面積的關系

2.3.3 暴雨洪水查算方法

查算方法主要是根據《云南省暴雨洪水查算實用手冊》中的方法進行，短歷時暴雨參數則是按照《云南省暴雨參數統計圖集》進行查算。

2.3.4 水文手冊查算法

計算方法是根據《云南省水文手冊》中最大洪峰模數、最大洪峰、最大洪量變差系數的方法進行計算。

通過與現場勘查情況進行綜合測算，暴雨洪水查算法和水文手冊查算法所產生的誤差較大，而在上文所提到的水文站測量分析法和水文比擬法與西雙版納地區河流實際情況較為符合。考慮到這些年來西雙版納地區普遍偏旱，結合分析調查的方法和結果，這兩種分析方法在可控范圍之內，所得到的成果也比其他方法更為科學合理[3]。

3 結語

根據西雙版納河流區域形成暴雨的情況，受到當地氣候的影響，洪水在時間段的分布上也會呈現出較為明顯的季節性差異。因此，在行洪能力分析上也會根據當地氣候因素和洪水形成的條件不同，改進分析方法，設計相應的對策。

此外，西雙版納河流地區行洪能力還存在些許問題，例如：①已建成的水文站和規劃中的水文站對洪水防護對象的預警覆蓋率還比較低；②由于西雙版納地區很多河流處于自然保護區內，且大部分處于無人區，因而無法將雨量站建設聯系起來，對整體水文站預警和雨量的監測預警都會產生比較大的影響；③西雙版納河流所涉及的防護對象和相應河段還存在河道不暢通的情況，嚴重影響河道行洪能力。這些都是阻礙西雙版納河流行洪能力的影響因素，在設計行洪能力方案和措施的時候需要著重考慮。

而在西雙版納河流行洪能力分析中可以通過以下措施解決上述問題：①隨著高科技手段的不斷開發和運行，可以將雷達測雨量的設施引入自然保護區或者無人區，在無法安裝雨量站的地段安裝雷達裝置進行雨量測量，從而提高該區域內的雨量實時監測能力；②當地政府應根據西雙版納特殊地區河流行洪能力情況為水文站提供資金補助，用于維修水文站和雨量站的設備，提高監測設備的暢通率；③動員西雙版納河流及周邊沿河城鎮和村寨居民參與臨村河段的保護工作，保證臨村河流段的行洪能力不下降；④對于較為重要的防洪河段，整合水文站上游的水文監測系統，將搜集的數據情況實時上傳到總數據庫，從而提高行洪預警能力。