华南沿海湿润区时变矩法100年一遇标准下洪峰流量变化

为探讨变化环境对年最大日流量设计值的影响，研究传统方法下100年一遇洪峰流量对应的重现期变化过程和指定标准下（100年一遇）洪峰流量变化过程。

图4.12　东江流域TVM法最优模型指定标准下洪峰流量及重现期变化对比

基于传统频率分析方法计算得到的东江流域两站100年一遇洪水设计值，随时间的变化，其对应的频率也发生了变化，而非100年一遇（图4.12）。龙川站和河源站洪水重现期变化过程均先上升后稍微回落，总体表现出上升的变化趋势。在TVM法两站各自最优模型下，龙川站6020m3/s年最大日流量的洪水重现期从1969年前的小于100年一遇水平总体上升到2000年后的大于400年一遇水平；河源站7383m3/s年最大日流量的洪水重现期从1969年前的小于100年一遇水平总体上升到1990年后的大于2000年一遇水平（图4.12）。在非平稳性背景下，传统洪水重现期概念应该被修正。

龙川站和河源站经TVM模型计算得到的重现期变化曲线尾部稍微回落（图4.12），这与前面所分析的序列存在回升段一致，洪水重现期增大应该是修建蓄水工程后水库调节所致，其尾段回落则与气候的异常波动有关。由于龙川站上游枫树水库调节库容量相对较小（枫树坝水库库容19.4亿m3），其对气候波动变化的影响会相对敏感；而河源站洪水受到大水库的调节（枫树坝水库+新丰江水库库容158.4亿m3），洪水重现期回落的幅度不大。

东江流域非平稳性洪水序列频率分析结果表明，指定标准下（100年一遇）设计洪峰流量（与一致性条件下100年一遇洪水相对应）量级由大变小（图4.12）。龙川站在枫树坝水库建设前（1954—1969年），100年一遇设计洪水量级为6000m3/s以上，枫树坝水库建设后（1974—2009年），100年一遇设计洪水量级下降到5000m3/s左右；河源站在新丰江水库建设前（1954—1962年），100年一遇设计洪水量级在10000m3/s以上，新丰江水库和枫树坝水库建设后（1974—2009年），100年一遇设计洪水量级下降到7000m3/s以下。如果不考虑序列非平稳性处理，采用传统方法计算龙川站和河源站100年一遇设计洪水量级分别为6020m3/s和7383m3/s，传统方法会高估设计洪水量级。(www.xing528.com)

水库蓄水对洪水序列拟合线型的影响总体表现为曲线高水端尾部从“陡”变“缓”。水库修建后，实际洪水发生概率显著降低，真实设计洪水量级明显降低。涂新军[14]指出，截至2000年年底，东江流域控制站（博罗站）集水区建有多年调节能力的大（1）型水库（总库容大于10亿m3）3座，可调节库容累计81.3亿m3，三大水库对径流量的调节系数达到0.34，集水区水库对径流量调节能力较大[14]。

图4.13　年最大日流量前5d和前7d降雨量的变化趋势

根据流域面积大小不同，选取龙川站洪峰前5d降雨量，河源站前7d降雨量，分析年最大日流量序列与对应降雨量关系。年最大日流量序列与对应降雨序列变化趋势一致（图4.13）。但年最大日流量变化趋势均达到0.01显著性水平，龙川站和河源站M- K趋势检验值分别为-3.18和-4.20；对应降雨量下降趋势不显著，龙川站和河源站M -K趋势检验值仅为-1.46和-1.66。说明东江流域变化环境下洪水频率分布线型改变除降雨影响外，水库调节是重要因素[12]。

东江流域水库调洪削峰是洪水频率变化的关键因素，但随着气候变化和流域城市化程度加大，如果能够有更进一步关于洪水序列受到不同土地利用结构、降雨特性的时空变化规律和其他影响到东江流域洪水的要素分析，相信研究结果对更深入地理解变化环境下非平稳性洪水频率计算将会更有帮助。