广西壮族自治区河池水利电力勘测设计研究院，广西河池市547000
摘要：为减少大环江流域洪水给沿岸群众生命财产安全带来的损失,促进流域水资源利用的健康和持续发展,掌握大环江流域洪水特性很有必要。基于大环江流域水文站多年实测水文资料,对该流域洪水组成、洪水年际、年内变化特征和洪水发生频率等洪水特性进行研究,结果可知：大环江流域的洪水主要组成类型暴雨型洪水，流域发生的洪水主要受降水特性影响较大,呈现出暴涨暴落、峰量大且集中、涨峰持续时间较短等特点。通过掌握流域洪水特性,对该流域防汛抗洪以及水资源合理开发利用具有重要作用。
关键词：大环江；洪水特性；洪水组成；防灾减灾
1、流域概况
大环江是西江水系二级支流龙江的左岸一级支流，发源于贵州省黔南布依族苗族自治州荔波县水维乡老寨村北部的五狼坡，贵州省境内河长20.7km，于广西环江毛南族自治县六瑶村以北2.0km进入广西境内。自北向南流经环江县驯乐、上朝、大安、思恩等乡镇，在思恩镇下游的那王村进入河池市金城江区境内，于金城江区东江镇汇入龙江干流。流域面积2891km2，主河道全长153.86km，平均坡降3.4‰，流域多年平均流量71.5m3/s。上游河段由驯乐河与古宾河组成，汇合于洛阳镇江口村。东支称驯乐河，是大环江的干流，源自贵州省荔波县水维乡老寨村北部的五狼坡，流域面积1406km2；西支称古宾河，源自贵州省荔波县与环江县交界的罗家寨坡，流域面积963km2。自北向南经下平村与一支流汇合，后转流向南东方向，至江口村与大环江干流汇合，全长31.0km。
2、气象水文
大环江流域属于副热带季风气候区，其气候特点是：夏天炎热、雨量集中、冬春少雨，易受旱涝灾害。流域多年平均降雨为1534mm，降雨量变化趋势为北多南少，山区多丘陵平原少，夏半年多，冬半年少。多年平均蒸发量1503.1mm。多年平均气温19.9°C，极端最高气温39.1℃，极端最低气温-5.2°C，多年平均相对湿度79%，最小相对湿度13%。无霜期每年平均为329天。
根据下游环江水文站多年系列资料，多年平均流量63.80m3/s。年际变化大，最大年平均流量99.20m3/s（1994年），最小年流量30.10m3/s（1981年），最大年是最小年的3倍。径流年内分配不均，丰水期（4月～9月）来水量占全年的89.1％，主汛期（5月、6月、7月）占全年的64.3％；7月水量最大，一般占全年的24.9％；1月水量最小，一般占全年的1.0％。
3、暴雨特性及洪水成因
大环江洪水由降雨汇流形成，洪水特性受流域特性及暴雨特性所制约。大环江流域属亚热带季风气候区，主要暴雨期为6～8月，降雨量约占全年的70%左右。形成流域暴雨的主要天气系统为静止锋、西南低涡和切边线等。每年入汛，副热带高压北移，当有冷空气南下时形成锋面天气，同时高空伴有西风槽和低涡行动，地面静止锋长时间维持、摆动，从而产生强度大、范围广的连续性暴雨天气。
大环江流域内河床比降大，洪水为典型的山区洪水，洪水过程多具暴涨暴落，涨落历时较短的尖瘦型特点，洪水历时不长，洪峰持续时间短。
4、流域防洪工程体系
大环江流域干流沿线基本为山区，农田、村庄分布较少，现状防洪工程体系建设尚未完善，干流上已建设4处河道整治(治理)工程，5个梯级电站，2个水文站。
（1）水电站
大环江流域内共规划建设有9个梯级电站，目前有4个电站尚未建设，5个梯级电站已建成发电，该5个水电站均位于河池市环江县境内，从上游到下游依次为江色水电站、合作水电站、中山水电站、下板六水电站、下湘水电站。流域内梯级电站库容量均较小，主要以水力发电为主，兼顾防洪任务；汛期水库运行调度原则：以安全度汛为主，兼顾发电。
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图1 大环江梯级电站规划图
大环江下游县城河段设有环江水文站，大环江上游河段设有驯乐水文站。水文站基本信息见表1。
（2）水文站
1）环江水文站
环江水文站是国家基本水文站，设立于1958年6月，位于环江县上游2km处的思恩镇良伞村，地理位置为东经108°14′，北纬24°59′。环江水文站集水面积2826km2，占大环江流域面积的89.2%，主要测验项目有：水位、流量、降雨量等。水文站实测最大洪峰流量3260m3/s（2000年6月），最枯流量0.11m3/s（1966年10月），多年平均流量63.8m3/s。环江水文站资料整编规范，测验精度较高。
2）驯乐水文站
驯乐水文站设立于2012年3月，位于环江县驯乐乡政府驻地，东经108°15′，北纬25°23′。驯乐水文站集水面积257km2，主要测验项目有：水位、流量、降雨量等。该站实测资料每年均经广西水文与水资源局进行审查、鉴定，资料系列年限较短。
表1 主要水文、气象测站情况表
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5、设计洪水
（1）下游河段设计洪水
本次分析大环江干流河段下游河段设计洪水，下游河段设有环江水文站，大环江干流上从下游往上游修建5个梯级电站，分别为下湘电站、下板六电站、中山电站、合作电站、江色电站，5个电站均为无调节电站，对大环江干流洪水无调蓄作用。
本次大环江干流上设计断面洪水计算以环江站为参证站采用水文比拟法推求。
（2）上游河段设计洪水
由于上游河段集雨面积较小，为典型的山洪特性，洪水暴涨暴落，采用设计洪水暴雨推求设计洪水方法（推理公式法）计算设计洪水。
本次大环江各设计断面设计洪水成果如下表2：
表2 大环江干流设计洪水成果
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6、洪水特性
（1）洪水发生时间
大环江流域形成流域暴雨的主要天气系统为静止锋、西南低涡和切边线等，流域的洪水为暴雨形成，属暴雨洪水类型。根据环江水文站实测资料统计，流域的洪水期多发生在5-9月，本次统计环江水文站1960年至2018年实测最大洪水系列发生月份，最大洪水各月份发生频次见图2。大环江流域大洪水主要集中在6月和7月份，占比达到72.9%，环江水文站实测洪水系列中的前5场洪水均发生在6月和7月份。
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图2 环江水文站最大洪水各月份发生频次图
（2）上下游洪水洪峰模数
大环江干流上已建有各梯级水电站，均无调节性能。上游河段为典型的山区河流，两岸地势较高，河流坡降陡，洪水暴涨暴落；下游河段河道较宽，两岸地势平坦，部分河段属于水电站库区河段。上游河段20年一遇设计洪峰模数值达到26左右，而下游河段设计模数值在16左右，符合流域上下游洪水特性。本次统计环江流域各设计断面洪峰双对数曲线，统计成果均位于一条直线上或附近，设计洪水成果是合理的，也是符合流域上下游洪水规律。
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图3 大环江流域各设计断面洪峰双对数曲线成果图
（3）上下游洪水同频分析
根据对上游驯乐街历史洪水进行调查，近年发生过的最大洪水为1993年和2009年，重现期分别为50年一遇和20年一遇。
对华山工业区进行历史洪水调查，调查到1983年、2001年和2009年是近年来发生过的最大洪水，其中1983年洪水最大，为50年一遇洪水，2001年洪水是第二大洪水，为20年一遇洪水，2009年洪水约为5年一遇。
根据对环江水文站的历史洪水调查记录（60年代以后大环江发生的大洪水主要有4场：1970年7月14日洪水，洪峰流量达3010 m3/s，水文站水位为198.21m；1983年6月22日洪水，洪峰流量达3030 m3/s，水文站水位为198.37m；1993年洪水洪峰流量为1870m3/s；2000年6月10日洪水，洪峰流量达3260 m3/s，水文站水位为199.04m；2001年6月9日洪水，洪峰流量达3170 m3/s，水文站水位为198.96m，2009年洪峰流量达2230m3/s。根据水文站的频率曲线计算成果，1983年约为15年一遇，2001年水文站断面的洪水为20年一遇，1993年和2009年接近5年一遇。
表3大环江上中下游历史洪水统计情况
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根据以上成果分析可以看出，上游、中游、下游发生的各年份洪水并不是同一量级洪水，主要是由于大环江流域面积较大，流域多为山区河段，不会形成流域大面积同时降雨，且暴雨中心位置不同，同时区间有古宾河大支流汇入，因此大环江流域上下游洪水并不完全同频发生。
（4）典型年洪水地区组成
大环江上游河段由驯乐河与古宾河组成，汇合于洛阳镇江口村。驯乐河是大环江的干流，流域面积1406km2，占环江水文站集雨面积比为49.8%；古宾河流域面积963km2，占环江水文站集雨面积比为34.1%。本次统计环江水文站历史洪水排位第1、第2洪水的2000年和2001年，进行典型年历史洪水地区组成分析。
2000年大洪水中，驯乐河10d洪量占环江水文站的68.1%，大于驯乐河集雨面积占环江站比49.8%，古宾河10d洪量占环江水文站的25.8%，小于古宾河集雨面积占环江站比34.1%，说明2000年大洪水主要来自驯乐河区域。
2001年大洪水中，驯乐河10d洪量占环江水文站的63.4%，大于驯乐河集雨面积占环江站比49.8%，古宾河10d洪量占环江水文站的27.2%，小于古宾河集雨面积占环江站比34.1%，说明2001年大洪水主要来自驯乐河区域,。
根据典型年大洪水地区组成情况，驯乐河区域经常发生大洪水，主要是因为驯乐河区域更靠近罗城九万大山暴雨中心，驯乐河区域降雨强度大于古宾河区域，同时从驯乐河流域内的华山工业区历史洪水情况可以看出，华山工业区历史洪水大小与环江水文站历史洪水频率大小相近，因此驯乐河区域发生大洪水容易造成下游环江县城区发生大洪水。
5、结语
大环江流域中无调节性能水电站，为典型的山区河流，洪水暴涨暴落；上游河流坡降陡，下游河流较缓，上游洪峰模数比下游大，驯乐河区域发生大洪水容易造成下游环江县城区发生大洪水。本次基于大环江流域水文站多年实测水文资料,对该流域洪水组成、洪水年际、年内变化特征和洪水发生频率等洪水特性进行研究,结果可知：大环江流域的洪水主要为暴雨型洪水，流域发生的洪水主要受降水特性影响较大,呈现出暴涨暴落、峰量大且集中、涨峰持续时间较短等特点。通过掌握流域洪水特性,对该流域防汛抗洪以及水资源合理开发利用具有重要作用为流域建设防洪工程提供设计依据。
参考文献：
[1]广西壮族自治区河池水利电力勘测设计研究院,《广西河池市大环江整治规划报告》,广西壮族自治区河池水利电力勘测设计研究院，2009.