第四章 西 江 洪 水
第一节 概 述
西江是珠江流域的干流,发源于云南省沾益县马雄山,自西向东流经云南、贵州、广西、广东等省区。西江水系从上至下河段分别称南盘江、红水河、黔江、浔江,汇桂江后称西江,流域面积353120km2,河长2075km。西江流域主要河流及水文站点分布情况见图4-1。
1998年6月中下旬,西江流域北部地区普降暴雨到大暴雨,局部特大暴雨,致使西江发生了20世纪以来仅次于1915年的第二大洪水,干流梧州水文站最高水位达26.51m,实测最大流量52900m3/s,重现期超过100年,居历史实测第二位。
第二节 暴雨洪水特点
一、暴雨特点
1998年6月中下旬,受高空低槽、西南低涡、切变线和华南静止锋的共同影响,西江流域出现了持续性的暴雨到大暴雨、局部特大暴雨的降雨过程。其环流天气系统为:在500hPa上空出现撊呒幸坏蛿的天气形势,即乌拉尔山阻塞高压、鄂霍茨克高压、副热带高压和贝加尔湖低压(包括西南低涡)。由于“三高”的出现,使贝加尔湖低压不易减弱和东移,并能持续维持,容易造成青藏高原东部不断有小槽东移并引起小股冷空气南下,同时副热带高压脊线偏南,范围宽广,西江流域正处于其西北部边缘,而西南暖湿气流与冷空气恰在华南交汇,造成持续性的暴雨过程。这场暴雨的特点如下所述。
(1)降雨历时长,雨量大。暴雨从6月14日开始,到6月26日结束,历时12天。在这次暴雨
过 程中,西江流域绝大部分地区降雨量在200mm以上,暴雨中心所在的柳江和桂江流域面雨量超
过了400mm,其中最大过程点雨量986mm(桂江流域广西兴安县华江雨量站),最大日雨量355mm(柳江流域广西融安县长安水文站)。与历史同期相比,西江流域大部分地区平均雨量普遍偏多,黔江区段、浔江北岸区段、桂江下游地区及暴雨中心地带的大部分地区偏多1倍以上,暴雨中心地带局部偏多2倍以上。
(2)雨区移动与洪水传播方向相一致。西江流域暴雨雨区移动恰与洪水传播方向相一致,因而,有利于下游洪水的形成,加大了下游洪水的量级。
(3)降雨分布不均匀,局部暴雨大。西江暴雨雨区时而稳定时而摆动,降雨分布不均。局部性的大暴雨也很明显,如广西融江长安水文站6月21日雨量达355mm,而与之相距50km的古宜水文站雨量仅18mm,相差达19.8倍。
(4)暴雨覆盖范围大。根据降雨等值线图量算,场雨量大于100mm的雨区面积约为190000km2;大于300mm的雨区面积约62280km2;大于500mm的雨区面积约17190km2;大于700mm的雨区面积约5400km2;大于800mm的雨区面积约1980km2。
二、洪水特点
受连续强降雨的影响,1998年6月西江流域梧州、高要水文站均发生了百年一遇的特大洪水。这场洪水的主要特点如下。
(1)洪水量级沿程加大。洪水在向下游传播过程中,由于降雨走向与洪水传播方向一致,沿程洪水相继加入,洪水量级不断加大,西江干流上游红水河迁江水文站仅发生了一般洪水,中游武宣水文站发生较大洪水,大湟江口水文站发生大洪水,下游梧州和高要两个水文站则发生了特大洪水。主要控制站自上而下武宣、大湟江口、梧州和高要各站洪水的重现期分别
为15年、20年、125年和100年。
(2)全流域发生洪水。西江流域从各支流到干流暴雨不断,雨区既有移动又相对稳定,桂江、古宜河、融江、龙江、洛清江、柳江、红水河以及左江、右江、蒙江均发生了不同程度
的暴雨洪水,而且各江河洪峰到达汇合点的时间基本相应,有利于洪水组合叠加。
(3)上游多复峰,下游呈单峰。由于西江上游和柳江、洛清江、桂江等支流降雨过程多、时间长,致使上游各站洪水过程呈多次复峰;各支流相继汇入干流,组合叠加,又致使下游
呈单峰。如柳江柳州水文站出现了4个洪峰;桂江桂林水文站出现了6个洪峰;
洛清江对亭水文站出现了6个洪峰, 且高水位维持时间也较长;而西江干流梧州、高要水文站则形成了一个连续上涨的十分“肥胖”的洪峰。
(4)区间水量大。在洪水的发展过程中,流域内区间持续降雨,区间水量不断加入,再加上水库不断加大泄量(浔江附近的金田水库最大泄洪流量400m3/s,黔江附近的达开水库泄洪流量800m3/s,郁江西津水电站最大泄洪流量5000m3/s),这种区间水量的不断加入,
也是造成西江梧州、高要水文站“98.6”洪水超百年一遇的重要原因之一。
第三节 暴雨洪水发展过程
一、降雨发展过程
受天气系统变化的影响,西江“98.6”洪水的降雨过程主要分为三个阶段。
(1)第一阶段为6月14~20日。6月14日降雨首先从桂江及古宜河上游开始,15日雨区向融江、龙
江、洛清江、柳江、红水河发展,最大日雨量融江林洞达195mm;16日暴雨在上述河流加强并扩展到左右江及蒙江上游;17日整体降雨稍减,暴雨主要集中在桂江及洛清江;18日降雨范围扩大,强度加强,桂江上游、古宜河、红水河局部出现了大暴雨,洛清江的对亭水文站下了特大暴雨,日雨量达214mm;19~20日,雨势稍有减弱,暴雨区主要分布在右江百色—田东区间,日雨量百色水文站106mm,荣华水文站118mm,洛清江中下游至黔江武宣之间,对亭日雨量113mm、象州日雨量100mm、武宣日雨量97mm,其余为中到大雨。
(2)第二阶段为6月21~24日。雨势再次加强,西江流域普降暴雨到大暴雨,日最大点雨量:桂江华江269mm、柳江长安355mm、洛清江两江160mm、红水河凤梧122mm、右江那佐119mm、浔江水晏134mm、蒙江大化118mm、北流河石碗咀91mm。6月23日桂江流域平均雨量约为193mm,24日桂林水文站出现的最高水位147.70m(为该站1936年建站以来实测最高水位),即为该暴雨所形成。
(3)第三阶段为25~26日。这阶段的降雨明显东移,暴雨中心主要集中在广西鹿寨、象州
、武
宣、金秀一带,而且在昭平一带形成一个范围小、强度明显加强的暴雨中心。这一地区的降
雨正好与主河道洪水组合,对梧州洪峰起到了“戴帽”作用。
西江流域“98.6”洪水降雨等值线图见图4-2。
二、洪水发展过程
受上述降雨影响,西江干流及桂江、柳江、洛清江、郁江、蒙江、北流河等支流先
后发生了
不同程度的洪水过程。其中,桂江上游漓江桂林水文站6月份出现6次洪峰,最大的一次出现在24日16时42分,最高洪峰水位达147.70m,超过警戒水位(145.00m)2.70m,相应流量5380m3/s。其洪峰水位和流量均超过1936年建站以来实测最高值(1952年最高水位147.43m,最大流量5190m3/s),洪水频率超过30年一遇;柳江干流柳州水文站25日13时出现19
98年最大洪峰,洪峰水位为85.36m,超过警戒水位(81.50m)3.86m,洪峰流量20300m3/s。
在“98.6”西江洪水中,受干流黔江武宣水文站3次洪峰、郁江及达开水库开闸泄洪的共同影响,浔江大湟江口水文站自6月17日起,水位持续上涨,涨洪历时达241小时,涨幅达15.18m,洪峰水位为37.34m,超过保证水位(32.00m)5.34m,仅次于1994年的37.51m,列建站(1951年)以来第二位,相应流量41400m3/s。
受上游浔江来水影响,加上桂江昭平水文站的6次洪峰、蒙江太平水文站的3次洪峰均汇入了梧州水文站洪水过程的涨水段,而且太平水文站与昭平水文站的峰现时间交错,来水互补,使梧州水文站
洪水于6月17日14时起涨,并于28日11时出现洪峰,涨洪历时长达11天,涨幅达17.74m,洪峰水位为26.51m,超过保证水位(18.00m)8.51m,洪峰流量52900m3/s。同时,由于桂江、蒙江、北流河及区间来水比重较大,且与干流来水遭遇时间较长,使梧州水文站的洪水量级超过了1994年洪水(1994年最高水位为25.91m,最大流量为49100m3/s),为1900年设站以来仅次于1915年(水位为26.89m,流量为54500m3/s)的第二大洪水。
西江各河流主要控制站洪水特征值见表4-1。梧州及相关水文站“98.6”洪水过程线见图4-3。
表4-1 西江各河流主要控制站洪水特征值
| 河 名 | 站 名 | 洪 峰 | 警戒 水位 (m) |
保证 水位 (m) |
历史最高 | 历史最大 | |||||
| 水
位 (m) |
出现时间 (月日时) |
流
量 (m3/s) |
出现时间 (月日时) |
水
位 (m) |
出现时间 (月日时) |
流
量 (m3/s) |
出现时间 (月日时) |
||||
漓 江 |
桂 林 |
147.70 |
6.24.16:42 |
5380 |
6.24.16:42 |
145.00 |
|
147.43 |
1952 |
5190 |
1952 |
第四节 洪 水 分 析
一、主要控制站径流组成分析
“98.6”西江梧州的洪水主要来自上游浔江,从洪峰流量来看,大湟江口的洪峰流量占梧州洪峰流量的80.3%;从水量方面来看,梧州的次洪水总量为528.80亿m3,浔江大湟江口、桂江昭平水文站分别为397.55亿m3、51.84亿m3,分别占梧州水文站次洪总量的75.2%和9.8%;区间(包括蒙江、北流河)占15.0%。
二、主要控制站重现期分析
西江水系主要控制站1998年洪水情况为:桂江是上游水大下游水小,上游桂林水文站6月24日16时42分出现的1998年最大洪峰,重现期相当于30年,而下游昭平水文站出现的洪峰重现期低于5年。红水河迁江以下至西江梧州、高要水文站,洪峰流量重现期则逐段增大:迁江水文站为2年,梧州水文站达125年,高要水文站为100年。
西江主要河段控制站“98.6”洪水峰量频率及排位表见表4-2
表4-2 西江主要河段控制站“98.6”洪水峰量频率及排位表
| 河 名 | 站 名 | 洪峰流量 (m3/s) |
相应水位 (m) |
重现期 (年) |
历史排位 (含调查洪水) |
红水河 |
迁 江 |
12400 |
80.43 |
2 |
第28位 |
注:重现期是按照1993年国务院批准的《珠江流域综合利用规划报告》推算的。
三、水利工程对洪水的影响分析
自从1994年西江流域发生解放以来第一位实测大洪水以后,沿江重要城市柳州、桂平、梧州
等,相继修建了部分城市防洪工程。浔江河段两岸的防洪堤也进行了加高加固。但由于河流
内已建或在建的电站,基本上是径流式电站,因此调蓄作用很小,对大洪水影响不大。而防
洪堤的修建,则使得洪水归槽,因此在相同水量时水位会抬高。在“98.6”洪水中,防洪堤的这种作用较为明显。
在“98.6”洪水中,干流大皇江口以上、支流蒙江的水量均小于“94.6”洪水水量;北流河洪水水量稍大于“94.6”洪水;桂江在这两场洪水中的来水基本相当;上游干支流合成的最大流量与“94.6”洪水相近。而梧州水文站“98.6”洪峰水位达26.51m,比“94.6”洪峰水位高0.60m。分析认为,其主要原因是浔江两岸防洪堤围加高加固起到了重要作用。在“94.6”洪水中,桂平、平南两县沿江堤围绝大部分溃决或漫顶,涌入两县的平均流量约为2600m3/s,而且堤围溃决发生在涨洪段,减少了河道下泄流量,降低了洪峰水位。而在“98.6”洪水中,浔江沿江堤围基本未发生溃决,洪水在主河道内下泄,对下游洪峰起到增大作用。根据浔江水面线,“98.6”、“94.6”两洪水水面线交点在平南县的大江边,该点以下至南渡口(罗定江与西江干流交汇处)“98.6”比“94.6”洪水水位逐渐增高,其中大江边至藤县增高0.39m。
第五节 与历史洪水比较分析
1915年西江发生了有记录以来的最大洪水,梧州水文站最高水位达26.89m,最大流量为54500m3/s,由于该年缺乏详细资料,现将1998年洪水和1994年洪水进行对比分析。
1994年6月中旬,西江、柳江、黔江、浔江发生了中华人民共和国成立以来(截至1994年底)的最大洪水(相当或超过50年一遇),黔江武宣—浔江大湟江口河段的洪峰水位及洪峰流量均为有实测资料记录以来的最大值,西江梧州水文站洪峰水位达25.91m。1998年6月西江流域又发生了超过“94.6”洪水的百年一遇特大洪水。这两场特大洪水的水量虽均主要来自浔江,但由于暴雨的时空分布不同,使西江流域干流主要控制站的洪水特性差异很大,现将这两场暴雨洪水特性对比分析如下。
一、水位比较
“98.6”洪水起涨水位低,洪水来得快,涨幅大。西江中下游水位普遍自6月16~18日从较低水位开始起涨,到26~28日各站先后出现洪峰水位,涨水时间仅10~11天,但水位涨幅却超过10~17m。如浔江大湟江口水文站水位由22.16m涨至37.34m,涨幅达15.17m;西江梧州水文站水位由8.77m涨至26.51m,涨幅达17.74m;高要水文站水位由2.38m涨至13.32m,涨幅达10.94m。而“94.6”洪水西江干流中下游各站水位涨幅普遍低于“98.6”洪水,大湟江口、梧州、高要各水文站水位涨幅分别为:13.57m、11.79m、6.8m。从洪峰水位上看:梧州水文站“98.6”洪峰水位(26.51m)高于“94.6”(25.91m)的洪峰水位0.6m(见图4-4)。高要水文站由于近几年河道挖沙,河床明显冲深,所以该站“98.6”洪峰水位(13.32m)低于“94.6”洪峰水位(13.62m),如果该站“98.6”洪水的最大流量52600m3/s在1994年出现,则高要水文站1994年的洪峰水位将达到13.7~13.8m左右。西江干流其余各站“98.6”的洪峰水位均低于“94.6”的洪峰水位(见表4-3)。
|
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二、流量比较
在西江流域上中游,“98.6”洪水的洪峰流量小于“94.6”洪水的洪峰流量,各站洪水过程呈现多峰;在西江下游,“98.6”洪水的洪峰流量大于“94.6”的洪峰流量,且涨水历时长,退水历时短,
呈单峰洪水过程。梧州水文站“98.6”洪峰流量(52900m3/s)比“94.6”洪峰流量(49200m3/s)多3700m3/s,该站水位由21m至峰顶,涨水历时140小时,而由峰顶退至21m的退水历时仅87小时。具体对比情况见表4-4。
表4-4 |
“94.6”与“98.6”洪水量级比较表 |
单位:亿m3 |
| 项 目 | 柳 州 | 迁 江 | 对 亭 | 武 宣 | 贵 港 | 大湟江口 | 昭 平 | 梧 州 | 高 要 | |
| “94.6” 洪水 |
重现期(年) | 20 | 10 | 30 | 40 | 5 | 50 | 50 | ||
| 峰量(m3/s) | 26600 | 17900 | 6420 | 44400 | 2500 | 43900 | 8100 | 49200 | 48700 | |
| “98.6” 洪水 |
重现期(年) | 5 | 2 | 15 | 20 | 5 | 125 | 100 | ||
| 峰量(m3/s) | 20300 | 12400 | 5800 | 38500 | 6250 | 41400 | 7990 | 52900 | 52600 | |
三、洪量比较
在浔江大湟江口以上河段,“98.6”洪水小于“94.6”洪水;在浔江大湟江口以下河段,“98.6”洪水大于“94.6”洪水。主要原因:一是“98.6”洪水在浔江下游不断叠加,区间来水量大,干支流洪水又基本遭遇;二是“98.6”洪水河堤没有溃决,而“94.6”洪水浔江河段防洪堤大部分漫顶溃决(根据估算,“94.6”洪水浔江河段如果没有溃堤,梧州水文站水位可达26.20m)。因此在浔江下游“98.6”洪水洪量明显大于“94.6”的洪量。
“98.6”洪水与“94.6”洪水主要控制站洪量及洪峰对比分析情况见表4-5和表4-6。
表4-5 西江主要站“98.6”与“94.6”洪水洪量统计表
站 名 |
1天 | 3天 | 7天 | 15天 | 30天 | 60天 | ||||||
| 94.6 | 98.6 | 94.6 | 98.6 | 94.6 | 98.6 | 94.6 | 98.6 | 94.6 | 98.6 | 94.6 | 98.6 | |
| 高 要 | 41.6 | 45.4 | 123 | 133.2 | 263 | 288.5 | 452 | 507.2 | 701 | 828.7 | ||
| 梧 州 | 41.0 | 45.62 | 118.5 | 110.6 | 246.8 | 287.8 | 418 | 493.8 | 735.4 | 797.8 | 1348 | 1220 |
| 昭 平 | 6.35 | 17.90 | 33.96 | 49.98 | 62.77 | 97.33 | ||||||
| 大 平 | 2.7 | 2.27 | 4.8 | 5.75 | 6.8 | 8.92 | 10.7 | 12.8 | 19.0 | 18.6 | 32.7 | 27.5 |
| 金 鸡 | 2.2 | 2.004 | 5.3 | 4.63 | 8.7 | 6.643 | 12.6 | 11.11 | 20.8 | 17.01 | 36.4 | 30.57 |
| 大湟江口 | 37.8 | 35.8 | 110.2 | 103.0 | 224.8 | 223.1 | 357.3 | 381.8 | 607.2 | 645.3 | 1121 | 989.9 |
| 贵 港 | 6.97 | 20.6 | 45.0 | 86.5 | 151.3 | 218.3 | ||||||
| 武 宣 | 38.3 | 32.0 | 110.9 | 90.9 | 224.8 | 194.4 | 335.2 | 319.5 | 495.7 | 489.0 | 855.5 | 781.9 |
| 平 乐 | 3.25 | 15.5 | 29.4 | 45.1 | 56.48 | 84.83 | ||||||
| 桂 林 | 5.91 | 7.33 | 13.06 | 18.76 | 23.25 | 30.76 | ||||||
表4-6 “98.6”与“94.6”洪水各站次洪水总量对照表
| 序 号 | 河 名 | 站 名 | 集水面积 (km2) |
“98.6”洪水 | “94.6”洪水 | ||
| 洪水起讫时间 (月日时) |
洪水总量 (亿m3) |
洪水起讫时间 (月日时) |
洪水总量 (亿m3) |
||||
| 1 | 黔 江 | 武宣(二) | 196655 | 6.16.20-7.3.23 | 334.05 | 6.12.20-6.24.0 | 281.00 |
| 2 | 郁 江 | 贵港(四) | 86333 | 6.19.14-7.4.14 | 63.56 | 6.12.20-6.24.14 | 23.23 |
| 3 | 甘王分洪 | 6.18.11-7.4.2 | -20.61 | 6.14.2-6.24.17 | -19.11 | ||
| 4 | 1+2+3 | 377.00 | 285.12 | ||||
| 5 | 区 间 | 5556 | |||||
| 6 | 浔 江 | 大湟江口 | 288544 | 6.17.20-7.4.8 | 397.55 | 6.13.0-6.24.20 | 299.46 |
| 7 | 北流河 | 金 鸡 | 9103 | 6.18.0-7.3.17 | 9.64 | 6.13.8-6.25.14 | 5.004 |
| 8 | 蒙 江 | 太 平 | 3445 | 6.20.20-6.28.13 | 9.25 | 6.14.6-6.23.22 | 7.010 |
| 9 | 桂 江 | 昭 平 | 14965 | 6.16.8-7.3.8 | 51.84 | ||
| 马 江 | 17026 | 6.13.0-6.25.8 | 41.89 | ||||
| 10 | 6+7+8+9 | 316057 | 468.28 | ||||
| 11 | 区 间 | 10949 | |||||
| 12 | 西 江 | 梧 州 | 327006 | 6.17.8-7.5.8 | 528.80 | 6.14.8-6.26.14 | 352.9 |
| 13 | 高 要 | 351535 | 6.18.8-7.6.12 | 548.30 | 6.15.0-6.26.24 | 377.7 | |