玉溪市近30年洪水规律分析

玉溪市近30年洪水规律分析

余鸿

云南省水文水资源局玉溪分局，云南玉溪 653100

摘要：玉溪位于云南省中部，境内河流水系发育，主要分属珠江、红河两大流域，由位于峨山中部的总果山和红塔区西部的高鲁山相连接构成两大流域分水岭。防洪保安全至关重要。根据水利水电工程设计洪水计算规范和玉溪境内水系调查与实测洪水等资料，分析研究玉溪境内洪水的成因、特点及洪峰流量周期变化规律，为玉溪防洪减灾提供决策依据。结果表明：（1）玉溪市发生超定量洪水频次随着降雨量的减少及人类活动影响的加剧，发生超定量洪水的概率逐渐降低。(2) 玉溪市珠江流域洪峰流量年际变化变幅不大，主要是玉溪市珠江流域河流受人类活动影响大，水利工程的调节影响，加上观测站点除峨山站外观测年限不长，也对流域代表性的分析有较大影响，红河流域各站点洪峰流量变幅小，年际变化小。（3）红河流域玉溪部分整体位于玉溪市范围西部，从数据分析可知，现刀、那哈、四坡斗站位于元江支流的上游，属高山深谷区，模数较大，珠江流域玉溪部分整体位于玉溪中东部。玉溪各站点分属南盘江的不同支流上游。新庄站汇流范围大多高山深谷，模数较大，汇溪、峨山站在盆地人类活动较多地区，模数较小。（44）玉溪市标准面积最大流量一般分布于暴雨高值区影响下的汇流地带，产汇流条件较好地区，与暴雨空间分布存在一定的关系。降雨量小，产流条件稍差，其汇流河段最大流量值也小。

关键词：玉溪；防洪；洪峰流量；分布规律

1、玉溪市洪水概况

玉溪境内河流水系发育，主要分属珠江、红河两大流域，由位于峨山中部的总果山和红塔区西部的高鲁山相连接构成两大流域分水岭。

珠江流域：范围包括东部的红塔区、澄江、江川、通海、华宁及峨山东部，珠江上游南盘江的一段，在境内流经华宁县，长度90km，流域面积5044km2，其主要一级支流由北而南有阳宗河、海口河、青龙河、曲江。曲江发源于红塔区小石桥，南流入江川、红塔、峨山、通海，入华宁县在盘溪三江口注入南盘江，全长208km，集水面积4103km2。

红河流域：范围包括新平、易门、元江及峨山西部，境内全长165km，流域面积9981km2，元江为红河上游，自北南流，进入新平称戛洒江、漠沙江，流入元江县境后称元江，流入越南后称红河，其支流主要有绿汁江和小河底河，分别在境内长180km和170km。

玉溪境内流域面积在100km2以上的主要河流有元江干流、绿汁江、南盘江及曲江等30多条，东部地表水除珠江流域的各支流外，还有高原断陷湖泊抚仙湖、星云湖和杞麓湖。

玉溪市本次分析主要采用玉溪境内现有5个基本水文站点峨山县峨山站、峨山县江边站、易门县阿姑站、新平县大开门站、元江县元江站进行，系列资料、质量满足《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）等相关规范要求，对于中小河流站点资料系列不足的站点用于参考。

洪水特性分析主要采用建站以来洪水资料，规律分析研究主要采用系列30年以上站点的洪水资料。

我市的洪水成因主要为降雨洪水，洪水因暴雨所致，两者具有良好的对应关系，暴雨的量级、笼罩面积、进程分配、暴雨中心及移动路径决定了洪水的大小、范围和灾情程度。而根据洪水范围又可分为流域性洪水和局部性洪水，在实际洪水发生过程中，受地形和气候条件的影响，大面积的洪水并不多见，一般以单一河流出现的洪水为多，但因长历时的持续性降雨易造成流域性洪水，亦多伴发局地性洪水、山洪、泥石流等。而单纯意义上的局部性洪水则往往是历时短、强度大的局部暴雨所致，导致山洪、泥石流突发，也是造成相邻河流年最大流量出现日期并不一致的主要原因。

2、洪水特征

2.1洪水的季节特性

受特殊的地形地貌影响，我市气候兼有季风气候、山原气候的特点，并且干湿季节分明，空间分布不均，垂直变化突出，立体气候明显等特性，从区域分布来看，我市大部分地区为降雨洪水，洪水期为6月上旬至11月中旬，其余各月均为无洪水期，根据超定量洪水洪峰流量和年最大洪峰流量等资料对各代表站进行统计分析。洪水发生频次大于洪水平均发生频次的旬定为洪水高发期。各流域洪水期时间分布图如图1所示。

图1  玉溪市各流域洪水期开始和结束时间分布图

根据玉溪市各代表站1990-2020年累计出现超定量洪水次数，分析10年、5年累计超定量洪水频次变化情况。从统计表中可以看出，玉溪市1990年至2000年发生超定量洪水次数明显高于其他时段，珠江流域占47.4%，红河流域占63.6%。其中，1996年至2000年5年间发生超定量洪水占比最高，珠江流域占36.8%，红河流域占33.0%。2001年至2020年发生超定量洪水次数明显减少，其中珠江流域2006年至2010年没有发生超定量洪水，2011年至2015年发生1次超定量洪水，占5.3%。红河流域2011年至2015年共发生1次超定量洪水，占1.1%。1990年以来各代表站超定量洪水频次分布时序见图2。

玉溪市发生超定量洪水频次随着降雨量的减少及人类活动影响的加剧，发生发生超定量洪水的概率逐渐降低。

2.2洪水峰量特征

根据本次分析洪水等级划分的标准，大于50年一遇为特大洪水、20-50年一遇为大洪水、5-20年一遇为中洪水、小于5年一遇为小洪水。根据《超标洪水测报预案》分析成果，对个别站点进行了修正。

如表1和表2所示，玉溪市主要河流1990-2020年超定量洪水洪峰流量和洪水等级划分成果，玉溪市珠江流域共发生超定量洪水19次，其中，中洪水4次，小洪水15次，平均每站发生超定量洪水19次，平均每年发生超定量洪水0.61次。玉溪市红河流域共发生超定量洪水88次，其中，特大洪水2次，大洪水1次，中洪水23次，小洪水62次，平均每站发生超定量洪水22次，平均每年发生超定量洪水0.71次。

图2  1990-2020年玉溪市各代表站超定量洪水频次分布时序图

表1  玉溪市超定量洪峰流量洪水频次统计表

表2  玉溪市代表站超定量洪峰流量洪水频次统计表

根据玉溪市各代表站系列1990-2020年最大洪峰流量与多年平均最大洪峰流量之比值K分析洪峰流量年际变化的稳定程度。

玉溪市珠江流域峨山站由于受上游人类活动的影响及水利工程的调节，最大洪峰流量与多年平均最大洪峰流量之比值K为2.09及CV值为0.45，说明峨山站洪峰流量年际变化相对稳定，汇溪站为峨山站上游同样受上游人类活动的影响及水利工程的调节，由于资料只有2016年至2000年5年的观测资料，加上近5年降雨量偏少，最大洪峰流量与多年平均最大洪峰流量之比值K值为1.17。盘溪站只有2017年至2019年3年的观测资料，K值为1.15，新庄站只有2016年至2020年5年的观测资料，K值为1.51。玉溪市珠江流域1990年至2020年最大洪峰流量与多年平均最大洪峰流量之比值K及CV值的分析，玉溪市珠江流域洪峰流量年际变化变幅不大，主要是玉溪市珠江流域河流受人类活动影响大，水利工程的调节影响，加上观测站点除峨山站外观测年限不长，也对流域代表性的分析有较大影响。

红河流域大开门站最大洪峰流量与多年平均最大洪峰流量之比值K为4.51及CV值为0.95，主要是大开门站1990年至2020年发生特大洪水2次，大洪水1次，说明平甸河大开门站洪峰流量变幅大，年际变化大。绿汁江江边站K值为2.38及CV值为0.58，扒河阿姑站K值为2.91及CV值为0.72，元江站K值为2.50及CV值为0.66，说明玉溪市红河流域各站点洪峰流量变幅小，年际变化小。元江站作为干流控制站其K值为2.50及CV值为0.66，也反映红河流域玉溪区域总的洪峰流量变幅和年际变化不大的情况。石羊江站、那哈站、白泥田站、四坡斗站、现刀站为中小河流新建站，只有2017年至2020年4年的观测资料，K值分别为1.27、1.93、1.45、1.55、1.25，说明近年红河流域中小河流洪峰流量变幅小，年际变化小。详见表3。

表3玉溪市各代表站最大洪峰流量年际变化参数统计表

洪峰模数是指单位面积产生的洪峰流量，计算公式如下：

Qm/Fn

式中：M——洪峰模数,m3/s·km2

Qm——洪峰流量，m3/s

F——集水面积，km2

n——面积比指数。

玉溪范围内的洪水主要为降雨洪水。影响玉溪洪峰模数大小的因素众多，其一为气象因素，包含水汽来源、降雨分布、降雨强度、降雨历时等，其二为下垫面因素，包含地理位置、坡度、地形地貌、植被等，其三为水利工程的影响。

根据各代表站系列1990-2020年和中小河流站2016（2017）-2020年历年最大洪峰流量、年最大洪峰流量多年均值分别计算洪峰模数，见表4。

表4  各代表站洪峰模数统计表

红河流域玉溪部分整体位于玉溪市范围西部，从数据分析可知，现刀、那哈、四坡斗站位于元江支流的上游，属高山深谷区，模数较大。现刀站部分集水面积包括哀牢山原始深林，且包含了玉溪降雨高值区者竜雨量站范围，模数最大。白泥田、大开门、阿姑站受上游水库影响，模数较小，其中阿姑站上游三座中型水库，多座小型水库，模数最小。江边、元江站属元江水系中下游，坡度趋缓，模数变小。

红河流域历年最大洪峰流量模数在0.17～5.59之间，最大为大春河现刀站5.59，年最大洪峰流量多年均值模数在0.06～3.99之间，最大为大春河现刀站3.99。

珠江流域玉溪部分整体位于玉溪中东部。玉溪各站点分属南盘江的不同支流上游。新庄站汇流范围大多高山深谷，模数较大，汇溪、峨山站在盆地人类活动较多地区，模数较小。

珠江流域历年最大洪峰流量模数在0.15～2.81之间，最大为龙洞河新庄站2.81，年最大洪峰流量多年均值模数在0.07～1.73之间，最大为龙洞河新庄站1.73。

根据玉溪市各代表站系列1990-2020历年最大洪峰流量多年均值与流域面积建立相关关系图，见图3。

图3  玉溪市历年最大洪峰流量多年均值与流域面积关系图

由图可知，玉溪市各代表站系列1990-2020历年最大洪峰流量多年均值随着流域面积增加而增加，相关性较好，相关系数R=0.859，部分中小河流站由于观测年限不长，下垫面、降雨量差异较大，流域面积和最大洪峰流量多年均值相关性一般。

为反映地区分布情况，消除集水面积大小的影响，将5个代表站和8个中小河流水文站不同集水面积的实测最大洪峰流量转换为 1000 km²标准面积的流量值，各最大洪峰流量转换标准面积流量公式为：

----标准最大流量（m3/s）

----实测最大流量（m3/s）

A----标准面积（km2），本次分析取1000km2。

F----实际流域面积（km2）

n----经验指数，小流域采用0.67,中等流域采用0.55。

本次分析1000 km2按小流域，1000 km2以上按中等流域分析。

珠江流域标准面积最大流量为龙洞河新庄水文站287 m3/s，最小为玉溪大河汇溪水文站140 m3/s，整体分布较为均衡。

红河流域标准面积最大流量为平甸河大开门水文站1212 m3/s，最小为困龙河四坡斗水文站94.5m3/s，新平县平甸河为高值区，其余地区在94.5～752 m3/s之间。

综上所述，玉溪市标准面积最大流量一般分布于暴雨高值区影响下的汇流地带，产汇流条件较好地区，与暴雨空间分布存在一定的关系。降雨量小，产流条件稍差，其汇流河段最大流量值也小。

根据各代表站历年最大洪峰流量，分析最大洪峰流量的地区分布规律。为反映地区分布情况，消除集水面积大小的影响，将不同集水面积的最大洪峰流量转换为某一标准面积的流量值。详见图4，5。洪峰流量变化趋势珠江流域选择峨山站作为代表，红河流域选择元江站为代表分析，珠江流域1997年至2002年洪峰流量大小相间，自2004年以来洪峰流量持续减小，2020年降雨量增加有所加大。红河流域1990年至1997年洪峰流量持续偏小，1997年至2004年洪峰流量大小相间，自2004年至2020年洪峰流量持续偏小。洪量分析选取代表性好的最大1日洪量分析，变化趋势和洪峰流量变化有很好的一致性。

图4  珠江流域峨山站洪峰流量变化趋势

图5  红河流域元江站洪峰流量变化趋势

3、 结语

经过上述关于玉溪洪水的测量与分析得到以下结论：

（1）玉溪市发生超定量洪水频次随着降雨量的减少及人类活动影响的加剧，发生超定量洪水的概率逐渐降低。

（2）玉溪市珠江流域洪峰流量年际变化变幅不大，主要是玉溪市珠江流域河流受人类活动影响大，水利工程的调节影响，加上观测站点除峨山站外观测年限不长，也对流域代表性的分析有较大影响，红河流域各站点洪峰流量变幅小，年际变化小。

（3）红河流域玉溪部分整体位于玉溪市范围西部，从数据分析可知，现刀、那哈、四坡斗站位于元江支流的上游，属高山深谷区，模数较大，珠江流域玉溪部分整体位于玉溪中东部。玉溪各站点分属南盘江的不同支流上游。新庄站汇流范围大多高山深谷，模数较大，汇溪、峨山站在盆地人类活动较多地区，模数较小。

（4）玉溪市标准面积最大流量一般分布于暴雨高值区影响下的汇流地带，产汇流条件较好地区，与暴雨空间分布存在一定的关系。降雨量小，产流条件稍差，其汇流河段最大流量值也小。

作者简介：余鸿（1966-06），男，汉族，云南玉溪市人，中级职称，大学本科，主要从事水资源分析评价等工作。