遇龙河流域水文特性分析_杨董为.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（1）1研究背景遇龙河属于桂林漓江风景名胜区的重点景区，典型的岩溶地貌特征造就了独特的美丽风景，吸引了国内外众多游客慕名前往，其相应的旅游产业已成为桂林市、阳朔县的重要经济支柱。近年来，遇龙河流域洪灾频发，严重威胁沿河两岸群众生命财产安全，造成了巨额的经济损失。2020年6月6日暴雨洪水，造成阳朔县酒店民宿进水受损1000余间，商业铺面浸水5000余间，旅游景区景点受损30余家，大部分位于遇龙河和金宝河沿岸。因此，有必要对遇龙河流域水文特性进行深入研究。一般来说，流域水文特性受诸多因素影响，河流不同，其变化规律也不同；国内对中小流域水文特性的研究较多，刘悦等1通过分析流域多年实测数据资料，研究了降雨径流关系，并对流域水文过程进行了模拟；张鹏2利用水文序列分析方法，对流域内多年降水、温度、径流等变化趋势进行了检验，并分析了原因；马武峰等36通过分析多年实测水文资料，研究了流域水文要素年内与年际变化规律。本文通过遇龙河流域多年水文观测数据，结合典型场次洪水，分析了流域降雨径流关系以及暴雨洪水在流域内的演进规律，对掌握遇龙河流域水循环规律、极端气候下防灾减灾、促进阳朔旅游产业健康发展具有重要的意义，也可为同类型小流域水文特性分析提供参考。2流域概况遇龙河位于阳朔县城西面，属漓江一级支流，发源于临桂区，自临桂区永平村附近进入阳朔境内后，沿途流经各白沙镇、高田镇等，在田家河村北汇入漓江。遇龙河全长54 km，流域面积651 km2，阳朔县境内河段长41 km，有金宝河、沟河、古乐河等较大支流。目前遇龙河流域内已建有久大、阳朔洞2个中型水库，共设置有龙潭、龙岩门与兴隆3个水文（水位）站以及11个雨量站，具体分布如图1所示。3个水文（水位）站点信息如表1所示。由于建站时间较短，受实测数据资料长度的限制，本文仅选取20172022年水文资料对遇龙河全流域水文特性进行分析。图1遇龙河流域水系及各站点分布图遇龙河流域水文特性分析杨董为（桂林水文中心,广西桂林541100）摘要根据遇龙河流域多年水文观测数据，结合典型场次洪水，分析了流域降雨径流关系以及暴雨洪水在流域内的演进规律。结果表明：遇龙河流域59月蒸发量占全年总蒸发量的58%；降水量与径流量年内分布极不均匀，39月降雨量占全年的80.8%；47月份径流量占全年径流量的66.1%；降雨量和径流深具有较好的线性关系；遇龙河流域具有汇流快，洪水暴涨暴落的特点。关键词蒸发；降雨；径流；洪水过程；水文特性；遇龙河中图分类号P333文献标识码A文章编号1003-1510（2023）01-0087-04收稿日期2022-12-12作者简介杨董为（1992-），男，广西贵港人，桂林水文中心阳朔水文中心站工程师，硕士，主要从事水文测报工作。理论分析与研究 87DOI:10.16014/ki.1003-1510.2023.01.012杨董为:遇龙河流域水文特性分析表1遇龙河流域水文（水位）站点信息站名龙潭水文站兴隆水位站龙岩门水文站所属河道名称金宝河遇龙河遇龙河集水面积/（km2）198294581建站时间2012年12月2012年12月2018年1月3水文特性分析3.1蒸发量与岸温关系遇龙河流域内尚未设置蒸发量与岸温观测站，为了解遇龙河流域年内蒸发量与岸温变化规律，参照临近的阳朔水文站作为依据站（水面蒸发器为E601B型），绘制阳朔站多年月平均蒸发量与岸温分布图（见图2）。由图2可知，遇龙河流域每年59月岸温较高，月平均岸温大于22；12月至次年2月岸温相对较低，季节变化特征明显。受温度变化的影响，蒸发量与岸温变化有高度的协同性，存在正相关关系，59月蒸发量占全年总蒸发量的58%；水面蒸发与水和空气的接触面积、饱和水汽压差、风速等因素有关7，参考水面蒸发模型研究成果的计算公式8，对阳朔站多年月平均蒸发量与岸温进行非线性拟合，得出阳朔站月蒸发量近似计算经验公式：E=0.012T2.59+30.0（其中E为蒸发量，T为岸温），相关系数R为0.91。月尺度平均蒸发量与岸温散点关系图见图3。3.2降雨与径流关系为了解遇龙河流域年内降雨径流分布规律，绘制遇龙河流域多年月平均降水量与径流深分布图（见图4）。由图4可知遇龙河流域降水量年内分配大致呈“中间多两头少”分布，降水量年内分配极不均匀。一般在6月份达到峰值，多年平均月降水量324.2 mm；汛期（39 月）降雨量占全年比重的80.8%，其中汛期内降雨又主要集中在57月，占全年比重的46.5%。受降雨影响，遇龙河流域径流量的年内分配同样呈现集中的特点，其中47月份径流量占全年径流量的66.1%，8月至次年1月径流量仅占全年径流量的16.8%。从数据来看，遇龙河流域年内降水量与径流量年内分布极不均匀，极端气候条件下，很容易形成夏季内河看海，秋冬或冬春连续干旱的局面。图4遇龙河流域多年月平均降水量与径流深分布图图2月尺度平均蒸发量与岸温分布图图3月尺度平均蒸发量与岸温散点关系图遇龙河流域多年月平均径流系数见表2。由表2可以看出，46月遇龙河流域降雨较多，使得土壤包气带相对饱和，所降的雨量基本都用来形成径流，因此降雨径流的正相关性较高，相应的径流系数较大；8月至次年1月遇龙河流域降雨较少，大部分降雨被蒸发、植物和土壤截留等因素损耗，故月尺度上径流88广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023（1）表2遇龙河流域多年月平均径流系数表月份径流量/mm面雨量/mm径流系数一月34.3469.650.49二月88.91100.790.88三月109.83194.800.56四月135.96184.200.74五月199.53259.630.77六月300.66324.150.93七月130.90237.110.55八月46.28139.830.33九月34.5585.840.40十月26.5373.880.36十一月37.4466.380.56十二月16.2629.080.56深对降雨量的敏感性较低，径流系数也较小。为分析遇龙河流域降雨径流的关系，将兴隆、龙潭、龙岩门水文（水位）站逐月的降雨量和径流深数据绘制成散点图（见图5）。由图5可知，从点集分布来看，月降雨量小于100 mm时，降雨量和径流深的散点关系较为散乱；月降雨量大于100 mm时，降雨径流呈现出显著的正相关性。对各站的降雨径流深数据进行线性回归分析，得出各站点的相关系数R均大于0.895，说明月尺度上降雨量和径流量相关关系拟合程度较高；龙岩门水文站拟合直线斜率为0.844，说明径流量对降雨量的敏感程度大于兴隆水位站与龙潭水文站，龙潭水文站最低。3.3场次暴雨洪水过程分析为了解场次洪水在遇龙河流域演进过程，选取20220617洪水作为典型场次洪水，该场次洪水具有降雨量大、洪峰高、危害性大等特点，为全流域性大洪水。绘制暴雨洪水过程图（见图6）。由图6可知，3个站点场次洪水从起涨到结束的洪水历时均为48 h左右；3个站点均同时出现雨峰，兴隆水位站洪峰出现在雨峰后的5 h，龙潭水文站洪峰出现在雨峰后的7 h，龙岩门水文站洪峰出现在雨峰后的8h；汇流时间先后顺序：兴隆水位站龙潭水文站，这可能与两个站点集雨区域内下垫面条件不同有关，尚有待进一步探讨。3个站点20220617场次洪水特征值统计如表3所示。其中兴隆水位站从起涨到洪峰历时约16 h，涨幅达2.98 m，最大涨率为0.59 m/h；龙潭水文站从起涨到洪峰历时约18 h，涨幅达2.48 m，最大涨率为0.62 m/h；龙岩门水文站从起涨到洪峰历时约19 h，涨幅达2.84 m，最大涨率为0.55 m/h；遇龙河流域呈现出较为明显的山区河流特征，具有汇流快，洪水暴涨暴落的特点。图620220617典型场次暴雨洪水过程图表320220617场次洪水洪水特征值表站名兴隆水位站龙潭水文站龙岩门水文站起涨水位/m123.93120.06114.02洪峰水位/m126.91122.54116.86起涨至洪峰历时/h161819最大涨率/（m/h）0.590.620.55涨幅/m2.982.482.84为了对比分析3个站点场次洪水演进过程，绘制20220617典型场次暴雨洪水各站点的径流过程对比图（见图7）。由图7可知，受降雨影响，3个站点的起涨时间先后顺序差别不大。兴隆水位站最先达到洪峰；龙潭水文站次之，洪峰滞后于兴隆水位站约2 h；龙岩门水文站最后达到洪峰，滞后于兴图5月尺度降雨量和径流深散点关系图89杨董为:遇龙河流域水文特性分析隆水位站约3 h。当遇龙河与金宝河洪峰相遇后，相互顶托，使得龙岩门水文站水位流量快速上涨，形成了图7所示“尖瘦”形的径流过程线，这也是龙岩门水文站径流量对降雨量的敏感程度大于兴隆水位站与龙潭水文站的重要原因。图7各站点20220617典型场次暴雨洪水的径流过程对比图4结论本文通过遇龙河流域多年水文观测数据，结合典型场次洪水对遇龙河流域水文特性进行了分析，得出主要结论如下：（1）遇龙河流域岸温季节变化特征明显，59月岸温较高，月平均岸温大于22，蒸发量与岸温变化有高度的相关性，59月蒸发量占全年总蒸发量的58%。（2）遇龙河流域年内降水量与径流量年内分布极不均匀，39月降雨量占全年比重的80.8%；47月份径流量占全年径流量的66.1%；46月遇龙河流域降雨较多，土壤包气带相对饱和，径流系数较大；兴隆水位站、龙潭水文站、龙岩门水文站月降雨量和径流深具有较好的线性关系，各站点的相关系数均大于0.895；龙岩门水文站径流量对降雨量的敏感程度大于兴隆水文站与龙潭水文站。（3）兴隆水位站洪峰出现在雨峰后的5 h，龙潭水文站洪峰出现在雨峰后的7 h，龙岩门水文站洪峰出现在雨峰后的8 h，遇龙河流域具有汇流快，洪水暴涨暴落的特点；遇龙河与金宝河洪峰相遇后，相互顶托使得龙岩门水文站形成“尖瘦”形的径流过程线。参考文献1刘悦，舒心怡，管晓祥，等.城西试验流域水文特性及水文过程模拟J.水资源与水工程学报，2019，30（4）：32-38.2张鹏.黑河上游水文特性分析研究D.兰州：兰州大学，2014.3马武峰，马艳红.贾鲁河流域水文特性分析J.河南农业，2021（8）：33-34.4李海军.蔷薇河流域水文特性分析J.陕西水利，2018（6）：23-25.5林鸿敏.绥江流域水文特性分析J.广东水利水电，2020（8）：40-43，72.6张志斌.太子河流域水文特性分析与评价J.地下水，2016，38（2）：122-123.7张蕾.水面蒸发尺度效应及其与气象要素关系研究D.西安：长安大学，2015.8武金慧，李占斌.水面蒸发研究进展与展望J.水利与建筑工程学报，2007（3）：46-50.（责任编辑：刘征湛）Hydrological characteristics analysis of Yulong River BasinYANG Dong-wei(Hydrology Center of Guilin City,Guilin 541100,China)Abstract:Based on years of hydrological observation data of Yulong River Basin,combined with typical floods,theauthor analyzed the rainfall-runoff relation of Yulong River Basin and the development rule of rainstorm flood in thebasin.The results of analysis demonstrate the evaporation from May to September takes up 58%of yearly total evaporation;the annual distributi