郁江“2018.08”洪水预报浅析

2020-05-09李川琳

广西水利水电 2020年2期

李川琳

（广西南宁水文中心，南宁 530001）

2018年8月上旬，受持续强降雨和上游来水共同影响，郁江干流南宁城区河段出现当年入汛以来最大洪水，郁江干流南宁水文站出现复式洪水过程，两次洪峰水位均超设防水位，其中6日09：00出现洪峰水位72.27m，超设防水位2.87m，为2018年首场超设防水位洪水。

1 流域概况

1.1 自然地理

郁江是西江右岸1级支流，也是西江最大的支流，发源于云南省广南县那伦乡。河流自西北流向东南，流经广西西林、田林县河段称驮娘江；流入百色市与澄碧河汇合后始称右江，再流经右江区、田阳、田东、平果、隆安县，至南宁市区江西镇宋村，左江从右岸汇入后始称郁江。右江干流全长718 km，流域面积40 204 km2，其中广西境内30 480 km2。郁江主要控制站南宁水文站位于南宁市西乡塘区，处在郁江的中上游，在左江、右江汇合口下游约30 km处，集水面积为72 656 km2。

（1）右江。右江是郁江的主源，发源于云南省广南县那伦乡。右江流经百色市右江区、田阳、田东、平果、隆安县，至南宁江西镇宋村与左江汇合。右江水文控制站隆安水文站集水面积32 709 km2。辖区内汇入右江的主要支流有：武鸣河、驮玉河、渌水江等。

（2）左江。左江发源于越南与中国宁明县交界的枯隆山，在越南境内称为奇穷河，自凭祥市平而关流入中国后称为平而河，至广西龙州县城接纳水口河后称为左江。左江控制水文站崇左水文站集水面积26 823 km2。

1.2 水文气象

南宁市地处亚热带，北回归线以南，阳光充足，气候湿润，雨量充沛，常年气温较高，夏长冬短，热雨同季，一年四季变化不明显，无霜期长。多年平均降雨量1310 mm，降雨量年内分配极不均匀，70%的降雨量集中在5～9月份。降雨特点：锋面雨多出现在5～6月，台风雨多出现在7～9月，有时会推迟至10月份；锋面、切变线、低涡雨常出现在7～8月。造成南宁市区域降雨的主要天气系统有锋面、西南低涡、切变线、低压槽、辐合线和台风等。锋面雨和低涡暴雨多发生在4～6月。7～9月，有时延迟至10月份，台风或热带低压是郁江发生灾害洪水的主要天气过程。

1.3 洪水特性与组成

郁江南宁河段洪水的来水由3个部分组成，即左江来水、右江来水、区间来水。左江以崇左水文站为控制站，右江以隆安水文站为控制站，崇左、隆安水文站以下至南宁水文（三）站之间的流域面积为区间。洪水来水量一般以左江来水为主，右江来水次之，区间来水量最小。

上游左江崇左站与右江隆安站最大合成流量至南宁（三）站洪峰传播时间24 h，洪水主要来自左江（左江占64%，右江占36%），洪水过程线较胖，大洪水多为双峰型。洪水时间较长，一般涨洪历时为3～5 d，洪峰持续时间约为6 h，退水历时为7～10 d。郁江上游主要控制站及洪水传播时间见图1

图1 郁江干支流主要控制站及洪水传播时间示意图

1.4 水利工程概况

右江干流百色水文站以下至隆安水文站以上河段，自上而下建立有那吉电站、鱼梁电站、金鸡滩电站。左江崇左水文站以下至左右江汇合口，建有山秀电站。郁江干流南宁水文站上游25 km处建有老口水利枢纽，下游51 km处建有邕宁水利枢纽。老口和邕宁水利枢纽对郁江南宁（三）站的洪水预报影响较大。郁江中上游水利工程分布见图2。

图2 郁江中上游水利工程分布图

2 暴雨洪水情况

2.1 暴雨概况及变化情势

2018年8月1～9日，受季风和低涡切变的影响，郁江流域内出现了持续9 d的强降雨天气过程，强降雨区主要分布在郁江上游左右江。各市面平均雨量：崇左市65 mm、百色市153.3 mm、南宁市45.4 mm，其中乡镇最大面平均雨量为田林县巴桂乡289.7 mm。各市单点累计雨量较大的有百色市田林县八桂乡376.5 mm、崇左市大新县下雷镇226 mm，南宁市兴宁区高峰林场延河分场191 mm。各市最大日雨量：南宁市兴宁区高峰林场延河分场8月2日118.5 mm、百色市凌云县伶站乡8月8日197 mm，崇左市宁明县桐棉镇8月9日101.5 mm。

本次降雨过程具有持续时间长、降雨强度大、影响范围广、强降雨区域重叠等特点，分为两个影响阶段：

（1）8月1～5日阶段。1日暴雨中心范围较小且分散，主要分散百色中上游区域的田林、隆林、凌云县以及南宁市部分城区；2日开始强降雨范围扩大且加强，暴雨中心主要分散在百色右江流域中上游，日降雨最大点为百色市田林县六隆镇154.5 mm；3日降雨强度达到最大，暴雨中心主要在百色流域中下游区域，日降雨最大点为百色市平果县海城乡165 mm；4日之后降雨强度逐渐减弱，暴雨中心主要在左右江的中下游区域，日降雨最大点崇左市大新县雷平镇88 mm；5日，暴雨中心维持在左右江的中下游区域，日降雨最大点百色市田林县旧州镇89 mm。过程累积较大点雨量：百色市田林县八桂乡六胡站248 mm、百色市平果县海城乡244.5 mm。本阶段降雨造成郁江南宁（三）站今年首场超设防水位洪水，也是入汛以来的最大洪水，其主要降雨发生在8月2～5日，郁江流域以上累计3日降雨量100～200 mm的有144个点，200 mm以上的有1个点，其中累计3日最大降雨为百色市隆林县岩茶乡252.5 mm，其次为平果县海城乡236.5 mm。

（2）8月6～9日阶段。暴雨中心主要分布右江中上游及左江部分区域。7日暴雨中心在百色市隆林、凌云、田林县一带，8日移至崇左市宁明、天等、大新县一带，9日降雨逐渐减弱，造峰雨过程基本完结。过程累积较大点雨量：百色市隆林县岩茶乡220.5 mm、百色市凌云县伶站乡204.5 mm。本阶段降雨造成郁江南宁（三）站形成复式洪水过程，其主要降雨发生在7～8日，郁江流域以上累计两日降雨量50～100 mm的有140个点，100～250 mm的有42个点，其中累计两日最大降雨为百色市凌云县伶站乡197.5 mm，其次为百色市隆林县岩茶乡188.5 mm。最大日降雨为右江百色市凌云县伶站乡197 mm（8月7日）。

2.2 洪水概况及变化情势

由于降雨的分段以及上游来水的影响，本场洪水左右江至郁江均形成了2次洪水过程（中间有明显的回落段），其中右江干流控制站隆安复涨达到警戒以上，并且量级逐场增大。左江干流控制站崇左复涨仅0.54 m。郁江南宁（三）站，水位在首峰后有明显的回落，但受左右江不断来水补充再次上涨，次峰超设防水位（设防水位69.4 m）0.45 m，形成复式洪水过程。本次洪水过程具有涨水范围广、干支流洪水同时叠加特点。郁江及上游主要控制站洪水特征见表2。

表2 郁江及上游主要控制站洪水特征表

3 洪水组合分析

本次郁江洪水主要受左右江来水共同影响，区间支流无涨洪（忽略不计）。其中，造成南宁（三）站主峰，左江来水占比重较大，复涨阶段，右江来水对郁江南宁（三）站次峰有直接影响，具体分析如下：

（1）郁江南宁（三）站8月6日的洪峰，左右江来水为主。郁江最大合成流量6980 m3/s。左江崇左站参与合成流量为4080 m3/s，占合成流量的58.5%。右江隆安站参与合成流量为2900 m3/s，占合成流量的41.5%。郁江南宁（三）站实际最大流量为7620 m3/s，比最大合成流量大640 m3/s，折算系数为1.1。洪水传播时间11 h。

（2）郁江南宁（三）站8月10日复涨形成的洪峰，以右江来水为主。郁江最大合成流量5260 m3/s。左江崇左站参与合成流量为1960 m3/s，占合成流量的37.3%。右江隆安站参与合成流量为3300 m3/s，占合成流量的62.7%。郁江南宁（三）站实际最大流量为5350 m3/s，比最大合成流量大90 m3/s，折算系数为1.02，洪水传播时间9 h。

4 预报分析

本次洪水过程预报方法主要是合成流量法、洪峰回归方程法。由上游推算到下游，期间不断根据实际雨水情和水库调度及时修正，不断进行滚动预报。本次洪水过程，郁江南宁水文站断面的3次预报分析过程具体如下：

4.1 8月5日08:00预报分析

8月1～3日以来，右江百色市辖区、左江上游水口河、黑水河流域普降大到暴雨，局部大暴雨，暴雨中心主要在百色流域，主要降雨时间发生在8月3日。受降雨影响，左江上游支流水口河、平而河、黑水河，百色市右江主要干支流出现了1～5 m的涨幅。其中涨幅较大的河流有左江支流水口河、黑水河，平而河，涨幅分别为4.22、4.61、3.05 m。

5日08：00，左江控制站崇左站上游控制站龙州、新和站均已出现洪峰，宁明站上涨缓慢，已接近洪峰，左江控制站崇左站和右江控制站隆安站尚未出现洪峰。

（1）左江来水。左江控制站崇左站来水由上游左江龙州站、黑水河新和站、明江宁明站组成。崇左站合成流量3000 m3/s左右（参与合成流量：宁明站170 m3/s，新和站830 m3/s，龙州站1980 m3/s）。

（2）右江来水。右江控制站隆安站上游百色水库出库流量730 m3/s，澄碧河水库出库流量352 m3/s。

右江隆安站至5日08：00已上涨5.22 m，由于前期降雨较多，河道底水较高，平均流量1500 m3/s，叠加上游右江水利工程泄洪流量1000 m3/s左右，再结合近期洪水综合分析，预估隆安站合成流量在2500～3000 m3/s之间。

综合左右江来水情况，分析郁江南宁（三）站最大合成流量，左江崇左站参与合成流量取3300 m3/s，右江隆安站参与合成流量取2900 m3/s，考虑左右江来水共同影响，取折算系数1.1，郁江南宁（三）站最大合成流量计算为6800 m3/s，查得相应洪峰水位为70.50 m，08：30得到上游左江电站泄洪信息：该电站08：00出库流量3100 m3/s，未来3 h将继续加大到4000 m3/s左右。依此，综合考虑将郁江南宁（三）站洪峰预报值由70.50 m调整为71.00 m。5日08：00发布水文预报，郁江南宁水文站河段将于8月6日20：00前后出现71.00 m的洪峰水位（设防水位69.4 m，警戒水位73.0 m）。

4.2 8月5日17:00滚动预报分析

左右江控制站崇左、隆安分别于5日12：00和17：00出现洪峰，右江控制站隆安站出现84.41 m洪峰水位，相应流量3050 m3/s，左江崇左站出现95.30 m洪峰水位，相应流量3928 m3/s。水利枢纽调蓄情况：左江电站出库流量3810 m3/s（5日11：00），百色水库出库流量3100 m3/s左右。左右江现均已出峰，南宁（三）站此时应做精确预报，采用3种预报方法进行分析对比。

（1）合成流量法。最大合成流量6980 m3/s左右（参与合成流量：崇左站4080 m3/s，隆安站2900 m3/s），查郁江南宁（三）站洪峰水位预报图，查算得洪峰水位为70.80 m。（山秀电站位于崇左站下游，崇左站出现洪峰时，山秀电站出库流量4100 m3/s大于崇左的洪峰流量，又了解到山秀电站未来将继续加大泄洪，故认为该洪峰预报值偏低。）

（2）南宁洪峰回归方程法。推求得洪峰水位为72.40 m。（老口电站位于南宁（三）站上游，正常蓄水位为75.5 m，目前蓄水位已降低到74.00 m，老口电站次日将下闸蓄水，下泄流量将会减小，认为南宁（三）站的实际洪峰水位将低于预报值72.40 m）。

（3）据郁江南宁水文站洪水预估方案，取流域平均降雨量116 mm，南宁（三）站起涨水位67.37 m，造峰雨降雨历时3 d，推求的南宁（三）站洪峰水位为72.80 m左右（预估方案多用于快速判断洪水的量级，一般用于洪水预警。）。

3种方法综合分析判断，南宁洪峰水位在72.00 m左右，经与区水文中心会商，于5日17：00发布水文预报：郁江南宁（三）站将于8月6日20：00前后出现71.80 m左右的洪峰水位（设防水位69.4 m，警戒水位73.0 m）。

郁江南宁（三）站实测洪峰水位72.27 m（6日09：00），比预报值高0.47 m，实测最大流量7620 m3/s。若以实测洪峰流量查原有的洪峰预报图得到的洪峰水位是71.51 m，比实测洪峰低0.76 m。实测洪峰出现时间8月6日09：00，比预报的洪峰时间提前11 h，这是受老口电站调蓄影响所致。

4.3 8月8日21:00预报分析

6日，强降雨稍减弱后，7日凌晨至8日上午降雨加强，暴雨中心分布右江中上游及左江部分区域。7日暴雨中心在百色市隆林、凌云、田林县一带，8日移至崇左市宁明、天等、大新县一带。9日，造峰雨过程基本完成。左右江水利枢纽泄洪情况：①右江。7日15：00，受到连日强降雨影响，百色水利枢纽入库流量持续增大，百色水利枢纽15：00开闸泄洪，泄洪流量（不含发电流量）1000 m3/s控制，澄碧河水库泄洪流量维持在350 m3/s。7～8日右江百色水库日均出库流量为3280 m3/s；②左江。7～8日左江电站日均出库为流量2290 m3/s。

根据左右江复涨情况及上游水利枢纽泄洪影响，采用洪峰回归方程法预报分析。①合成流量法：左江崇左站参与合成流量1900 m3/s，右江隆安站参与合成流量3300 m3/s，南宁（三）站的洪峰流量估算为5200 m3/s左右，折算系数参照上场洪水，考虑区间降雨影响较小，仅为右江来水影响，故取值1.02，则郁江南宁（三）站最大合成流量为5300 m3/s，相应洪峰水位为68.90 m；②南宁洪峰回归方程法：计算洪峰水位为69.90 m。

与上一场洪水预报结果对比，发现使用洪峰回归方程法预报的效果较好。经与区水文中心会商，决定南宁（三）站预报洪峰水位为70.00 m，洪峰出现时间为8月10日11：00。

郁江南宁（三）站实测洪峰水位69.85 m（10日20：00），与预报洪峰水位误差0.15 m，合格。实测洪峰流量5180 m3/s，与预测最大合成流量较接近。实测洪峰出现时间8月10日20：00，比预报的洪峰时间延迟9 h，这是受上下游水利工程调蓄影响所致。

5 预报精度

郁江南宁（三）站洪峰过程预报3次，其中8月5日的两次预报是第一个洪峰，8月8日的预报是第二个洪峰。8月5日08：00的过程预报，是左右江控制站出现洪峰之前，因预见期比较长，故预报误差较大。8月5日17：00的过程预报，是左右江控制站出现洪峰之后的预报，因受到南宁（三）站上游老口电站的调蓄影响，预报误差仍然较大。8月8日21：00的预报，是总结前两次预报的经验进行实时校正，预报水位误差小于许可误差，预报精度合格。郁江南宁（三）站洪峰过程预报见表3。