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，源出都安縣大興鄉九頓村，源頭由東、西兩條地下河溢出地表，自北向南流經大興鄉、高嶺鄉、澄江鄉、安陽鎮等4 個鄉（鎮），于澄江鄉紅渡村龍頸匯入紅水河，全長44 km，流域面積926 km2。因河水含泥沙量少，河水清澈，故名澄江。澄江為縣內主要灌溉河道之一，兩岸地勢平坦，河谷開闊，農田密布，為縣內主要產糧基地之一。沿河建有響水關、塘紅、塘里等多處攔河壩用于引水灌溉農田，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、及龍頸水電站等3座，裝機容量1265 kW。流域內有大興、拉擺、板六、幫祖、板巴、弄內等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。

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鎮澄東路，為澄江下游主要控制站。始建于2010年，屬省級重點報汛站，集水面積816 km2。上游流域有九頓、高嶺、中直等3 個雨量站，及澄江上游河段距都安縣城水文站32 km 處的大興水文站。從實測洪水資料表明，澄江都安縣城河段實測最高洪水位151.49 m，為20 a 一遇洪水，發生于2010 年6 月2 日。沿河低洼區域嚴重受淹，城鎮內澇嚴重。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、站點示意圖

2 氣候特點

都安縣地處大石山區，境內峰巒重疊，地域廣闊，地形地勢較為復雜，屬南亞熱帶季風氣候區北緣，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。但受地形、地質構造和巖溶山區水文、植被等條件制約，境內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；易受東南季風帶來的暖濕海洋氣流影響，導致雨天較多，雨量充沛，但降雨時空分布不勻。都安縣系廣西暴雨區之一，根據降雨資料，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。因季風氣候影響，四季雨量有明顯差異，而雨季出現時間年際變化也較大，春末至夏季雨水多，秋末至冬季雨水少，故常發生春秋旱夏澇的現象。

3 洪水特性

澄江屬紅水河一級支流，全長44 km，河道平緩，平均坡降2.57‰，水流緩慢，澄江途經部分河段區域呈沼澤地，河水滯留量大。澄江中上游響水關水庫庫區有多處溶洞，系巖溶發育強烈地帶，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，洪水傳播時間久，河道流量消減明顯，再加之流域內有用于引水灌溉的攔河壩及小型水電站調節影響，澄江上游大興水文站來水量對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。

根據都安縣城水文站2010 年建站以來的實測洪水資料統計，該站歷年實測年最高水位151.49 m，歷年實測最低水位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，發生高洪以上洪水場次少，僅9場，其中6月份5場，7、8月份各2場。

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最大范圍強降雨過程。澄江流域局部出現大暴雨的強降雨過程，部分主要控制雨量站點最大24 h雨量達100 mm 以上。22日01～18時在小時時段上澄江斷斷續續受到降雨影響，到19時以后流域內才連續降雨。降雨過程從小時時段上初期并不連續，但按日雨量統計則降雨持續。本次降雨分析流域內九頓、高嶺、中直、大興、都安縣城5個代表站點統計雨量數據。6月21日，澄江流域內降雨強度不大，22 日，降雨在逐漸增強，降雨分布全流域，上中下游各代表站日雨量都達到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。較大強度降雨時段為22日20時～23 日0 時，流域內3 h 累計面雨量40.5 mm，5 h 累計面雨量56.0 mm，形成本次降雨第1 個雨峰。23日，強降雨仍在持續，24 h 最大降雨為高嶺雨量站119.0 mm，24日05時～07時，流域內3 h面平均降雨量達65.5 mm，出現降雨第2個雨峰；之后一直到25日12 時，降雨過程才基本全部結束，累計流域面平均降雨量241.0 mm。澄江流域主要代表雨量站點逐日降雨量見表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日主要雨量站點逐日降雨量統計表

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一次短時洪峰后又持續上漲，直到出現最終洪峰。從6 月22 日17 時起漲，水位147.28 m，24 日0時出現第一次持平洪峰，洪峰水位149.86 m。由于受第2 次雨峰繼續影響，水位于24 日02 時繼續上漲，25日07時出現150.74 m的第2次持平洪峰水位，超警戒水位0.24 m。洪峰水位持續到25 日09 時才出現緩慢退水的趨勢，直到26日02時，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 洪水預報分析

5.1 洪水預報過程分析

都安縣城水文站由于建站時間較短，資料系列比較欠缺，所處澄江河道較為復雜，預警預報工作開展較為困難，預警預報工作主要依據多遠回歸預報方案、經驗方法及漲率分析法進行洪水預報。根據多場都安縣城水文站洪水資料進行總結分析，初步發現針對該站漲率分析法預報過程中可以參考的一些洪水規律：過程累計面雨量達100 mm 以上洪水，出現離警戒水位0.5 m的洪水概率較高；次洪水對應的降雨過程雨強較強，且歷時較短，水位出現最大漲率前1 小時段，運用漲率分析法對洪水進行預報分析準確率高；次洪水對應的降雨過程雨強較弱且歷時長，水位出現最大漲率時，滯后1 h，運用漲率分析法對洪水進行預報分析準確率相對較高，后期有持續降雨補充則預報峰現時間會相對延后。

6 月21 日，流域內初期雨量不大，我們就密切關注氣象情況，提前做好澄江流域預測工作。22日21時開始，降雨開始連續，到23日0時，累計面降雨達57.0 mm，立即展開多元回歸速查表及經驗預報方案，結合漲率分析法對澄江進行洪水位預估，預計24日01時前后出現149.4 m左右的洪峰水位，考慮到澄江緩漲緩落，河道復雜，產匯流時間長，峰現時間平均25 h，預估洪峰水位不會達到警戒水位，因此暫時沒有發布預警，后期持續滾動預測。

23 日06 時，都安縣城水位148.67 m，水位于05時出現最大漲率，此時降雨過程累計面降雨量達98.0 mm，運用已建立的多元回歸預報模型公式及參考漲落率法的相關經驗總結，對洪峰水位進行預測分析，預計都安縣城水文站將于24 日01 時前后出現149.7 m 左右洪水，沒有具備預警發布條件。實際24日0時已經出現149.86 m的持平洪峰水位。

24 日05～06 時，澄江流域出現新一輪主雨過程，2 h累計面雨量達59 mm，受此影響，澄江水位持續緩慢上漲，并于06 時水位再次出現漲率拐點，24日07 時，降雨基本穩定，短歷時的強降雨形成的主雨峰基本結束，考慮澄江洪水特點，主雨峰結束后，滯后1 h 進行漲率預報分析，結合回歸分析及經驗總結法，預估都安縣城水文站將于25 日08 時出現150.6 m左右的洪峰水位。實際洪峰于25日07時出現150.74 m的洪峰水位，洪峰預報誤差0.14 m，時間預報誤差1 h，都安縣城洪峰水位及峰現時間預報精度合格。洪水預報過程見表2。

表2 澄江都安縣城水文站預報分析過程表

5.2 影響洪水預報精度的因素分析

（1）編制預報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，由現有的有限資料分析所得的水文規律，代表性差，尤其是建站以來高洪以上洪水資料較少，當發生大洪水時，預報未來洪水規律誤差會相對更大。

（2）受河道環境及水利工程影響。流域內巖溶分布廣，溶洞、地下暗河較多，產匯流機制復雜，很難把握次洪規律。澄江上下游分布有多座小型水電站及用于灌溉的攔河壩，由于水利工程調節影響，可能造成洪峰提前，峰量減少。流域內出現高水時，河道建筑物有一定的阻水作用，導致泄洪不暢，洪水過程變形，改變了原有的洪水特性，洪水過程預報難以精準把握。

（3）測驗、計算過程存在誤差。實測的水文要素受自然條件和觀測技術、儀器精確度等客觀條件影響，在實測資料施測及計算過程中，往往會存在一定的誤差，致使水文資料整編出的水位流量關系線存在誤差，最終會導致流量計算值誤差，影響洪水預報精度。

（4）預報方案本身精度等級不高。現行的預報方案大部分在一定物理成因基礎上作某些假定或簡化，預報方案的編制一般僅選用代表性的水文資料，區間降雨等影響因素在數值運用中往往按均值進行處理，眾多其他影響因素會被省略，造成預報方案誤差。

6 結語

澄江流域河道復雜，洪水受影響因素較多，流域內水文控制站建站年份短，資料系列不長，預警預報工作較難開展。通過對本次暴雨洪水特性及洪水預報工作的分析，對于掌握澄江暴雨成因、特性及洪水形成條件及變化規律是十分有益的，可以為流域內的預警預報工作提供參考。