陳忠彬

（玉林水文中心，廣西 玉林 537000）

1 流域概況

黎村河流域位于容縣南部主要暴雨區(qū)內(nèi)，集水面積195 km2，年徑流量1.8 億m3。地勢(shì)南高北低，屬桂東南丘陵山區(qū)地形，具有山、丘、崗、平原等地貌多樣性，一般高程在130～500 m之間。黎村河源出天堂山脈龍樹頂，為珠江流域西江水系北流河支流楊梅河的一級(jí)支流，從西南側(cè)于將軍灘匯入楊梅河，全長(zhǎng)27 km。水系發(fā)育總體呈扇形分布，洪水具有中小河流暴漲暴落、流速快、歷時(shí)短的特性。黎村鎮(zhèn)東、南與廣東省信宜市接壤，西與北流市毗鄰，北接容縣靈山鎮(zhèn)、楊梅鎮(zhèn)、楊村鎮(zhèn)；下轄24個(gè)行政村，常住人口9 萬多人。水文部門于2015年在黎村河黎村鎮(zhèn)圩河段設(shè)立黎村水文站作為中小河流控制站。

2 洪水概況

2.1 雨情

圖1 黎村河8月26日洪水水位漲率過程線

2019年 8月 26日，受 11 號(hào)臺(tái)風(fēng)“白鹿”（強(qiáng)熱帶風(fēng)暴級(jí)）的外圍云系影響，容縣南部遭受特大暴雨襲擊，黎村站最大1 h 降雨量108.5 mm，最大6 h 雨量243 mm，參考下游楊梅站的降水量頻率，為稀遇短歷時(shí)超強(qiáng)暴雨。楊梅站最大1 h 頻率1%、2%降雨量分別為107.19、98.952 mm，最大6 h 頻率1%、2%降雨量分別為202.60、183.50 mm。

2.2 水情

黎村水文站水位從起漲到洪峰歷時(shí)3 h，漲幅5.18 m，洪峰水位135.30 m，超警1.80 m（警戒水位133.50 m）。本次暴雨歷時(shí)短，強(qiáng)度大，造成洪水漲勢(shì)大，最大1 h漲率為1.95 m（見圖1）。且洪水發(fā)生在凌晨，不易防范，造成沿江房屋、場(chǎng)所近1 m淹沒，群眾財(cái)產(chǎn)遭受損失，其中，黎村中學(xué)、珊萃中學(xué)被洪水沖入，校園設(shè)施也遭受一定損毀。

3 黎村站水位～流量關(guān)系曲線高水延長(zhǎng)

3.1 測(cè)驗(yàn)情況

黎村水文站未建設(shè)纜道測(cè)流或在線測(cè)流設(shè)備，且下游200 m適合走航式ADCP 測(cè)流的橋面高程為134.45 m，在本次洪水過程中，最大受淹近1 m，無法施測(cè)。高水流速大，水文部門現(xiàn)采用的走航式ADCP亦難以施測(cè)；洪水發(fā)生于凌晨，加之暴漲暴落，洪峰后1 h退水2 m以上，導(dǎo)致趕去現(xiàn)場(chǎng)僅能測(cè)到退水峰腰。

目前黎村水文站實(shí)測(cè)流量點(diǎn)均在中低水部分，現(xiàn)有實(shí)測(cè)點(diǎn)最高水位為132.16 m（對(duì)應(yīng)流量58.3 m3/s），最低水位為130.09 m（對(duì)應(yīng)流量2.92 m3/s）。根據(jù)水文資料整編規(guī)范，水位流量關(guān)系曲線的高水部分延長(zhǎng)不應(yīng)超過實(shí)測(cè)流量所占水位變幅的30%[1]，計(jì)算黎村站合理延長(zhǎng)的水位為：132.16+（132.16-130.09）×30% = 132.78（m）。對(duì)于水位超過132.78 m 的流量不能起到很好的延長(zhǎng)和推求（見圖2），因此黎村站的高水部分只能進(jìn)行計(jì)算推求延長(zhǎng)。

圖2 黎村站實(shí)測(cè)點(diǎn)推求水位～流量關(guān)系曲線

3.2 水面比降法推求洪峰流量

黎村站斷面均勻穩(wěn)定，河道順直，河底平坦，上下游未建有水利工程，適合使用曼寧公式法進(jìn)行延長(zhǎng)，公式為：

式中：Q為流量，m3/s；n為河道糙率；A為過水面積，m2；R為水力半徑，m；J為水面比降。

黎村站大斷面屬于復(fù)式斷面，可分為左岸灘地、右岸灘地、漫灘的路面、主槽。復(fù)式斷面的水位與各水力要素間的關(guān)系呈不連續(xù)變化，特別是主槽與灘地部分水力條件懸殊較大，因此需要先用垂線將復(fù)式斷面劃分成幾個(gè)部分，使每一部分的濕周不致因水深的略微增加而產(chǎn)生急劇的增加；然后分別計(jì)算各部分的流量，最后求和得到總的流量（見圖3）。天然河道的流量，當(dāng)水力要素隨時(shí)間變化不大或選取時(shí)段較短時(shí)，一般可按恒定流處理[2]。

圖3 黎村站復(fù)式斷面剖分圖

本次洪水調(diào)查中測(cè)量出比降資料，高水時(shí)無實(shí)測(cè)流量，此時(shí)根據(jù)歷史實(shí)測(cè)中低水流量數(shù)據(jù)，參考實(shí)測(cè)資料，利用曼寧公式將相應(yīng)的糙率計(jì)算出來（見表2）。

各個(gè)剖分部分的糙率不同，根據(jù)以往實(shí)測(cè)的中低水流量部分，利用曼寧公式計(jì)算得到相應(yīng)的糙率n；再結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值，得到高水部分的糙率。模型采用復(fù)式斷面明渠均勻流水力計(jì)算（見表3），推導(dǎo)得出2019年8月26日黎村站洪峰流量為370 m3/s。

3.3 水文比擬法推求洪峰流量

楊梅河流域水系圖見圖4，楊梅水文站為楊梅河干流中游的控制站，在黎村河下游27 km，集水面積737 km2。8月26日楊梅水文站采用纜道測(cè)流，水位100.30 m，對(duì)應(yīng)流量1180 m3/s。黎村站集水面積為96 km2，不到楊梅站集水面積1/7，如果直接對(duì)兩站使用水文比擬法，有一定的誤差[3]。在黎村河、楊村河交匯處——將軍灘，增設(shè)一個(gè)假定斷面。黎村、楊村傳播距離基本同為27 km；黎村水文站洪峰、楊村水文站洪峰出現(xiàn)時(shí)間分別為8月26日6 時(shí)10分、8月26日5時(shí)30分，相差不大，可采用水文比擬法進(jìn)行洪峰流量推求。

表2 黎村站實(shí)測(cè)低水糙率推求表

表3 黎村站復(fù)式斷面流量計(jì)算表

圖4 楊梅流域水系圖

將軍灘流量與楊梅流量；黎村匯入流量與黎村流量；楊村匯入流量與楊村流量采用水文比擬公式。

式中：Q設(shè)、Q參分別為設(shè)計(jì)站和參證站洪峰流量，m3/s；F設(shè)、F參為分別設(shè)計(jì)站和參證站流域面積，km2；P設(shè)、P參分別為設(shè)計(jì)站和參證站面雨量，mm。

黎村匯入流量、楊村匯入流量、將軍灘流量采用合成流量方法計(jì)算（見表4）。

表4 水文比擬法推求黎村站洪峰表

圖5 黎村站計(jì)算推求水位-流量關(guān)系曲線

通過兩種方法分別推求黎村站8月26日洪峰流量，比降面積法計(jì)算為370 m3/s，水文比擬法為366 m3/s（水位135.36 m），兩者相差1%，在合理范圍內(nèi)。因此，可以認(rèn)為實(shí)際洪峰流量在此范圍之內(nèi)，據(jù)此進(jìn)行水位流量關(guān)系曲線的高水延伸，黎村站計(jì)算推求水位-流量關(guān)系曲線如圖5所示。

4 結(jié)論

本文采用水力學(xué)法與水文比擬法兩種方法分別推求黎村站的洪峰流量，得到的結(jié)果極為接近，進(jìn)行了水位-流量關(guān)系曲線高水部分的延長(zhǎng)，為今后洪水預(yù)警預(yù)報(bào)提供流量數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支撐。同時(shí)說明對(duì)無實(shí)測(cè)資料、無實(shí)測(cè)條件的斷面，只要通過審慎的參數(shù)選取，是可以推求流量的，從而有效提高無資料中小河流斷面流量推求的可靠度。