ABSTRACT

In this study, the H0365 station of the Daule River, the H0347 station of the Vinces River and the H0346 station of the Babahoyo River were selected as the basis stations for the flood composition and coincidence probability analysis of Guayas River. The results indicate that, the maximum peak flows in the main and tributaries of the Guayas River are generally occurred from December to May, and the annual maximum peak flows mainly concentrate during January to April. The main sources of the Guayas River flood are from Babahoyo River, Daule River and Vinces River. From the flood coincidence probability analysis, February, March and April occur with the highest probability of flood encounter, especially in February. From October 1965 to September 2010, there is no occurrence of the Babahoyo River, the Vinces River, and the Daule River’s largest peak at the same time. The flood process suffers 7 times with a probability of 14.9%.

Keywords:Hydrology, Flood Coincidence Probability, Flood Composition, Guayas River, Ecuador

厄瓜多尔瓜亚斯河洪水遭遇 与设计洪水地区组成分析

张新田，邵骏，徐高洪

长江水利委员会水文局，湖北 武汉

收稿日期：2018年4月22日；录用日期：2018年5月9日；发布日期：2018年5月16日

摘 要

本文选择了Daule河的H0365站、Vinces河的H0347站、Babahoyo河的H0346站作为水文分析计算的依据站，分析Guayas河的洪水组成及遭遇情况。研究结果表明，Guayas河干流与主要支流年最大洪峰流量一般出现在12~5月，集中出现在1~4月，Guayas河洪水主要来源为Babahoyo河、Daule河、Vinces河。从洪水遭遇来看，2、3、4三个月发生遭遇洪水的机率最大，占88.5%，其中尤以2月份遭遇洪水最多，占40.4%。在1965年10月~2010年9月统计年限内，Babahoyo河、Vinces河、Paule河三条河流控制站没有发生年最大洪峰同时相遭遇的情况，三条河流控制站过程遭遇有7次，概率为14.9%。洪水遭遇与设计洪水地区组成分析，为防洪规划提供了重要技术支撑。

关键词 :水文，洪水遭遇，洪水组成，瓜亚斯河，厄瓜多尔

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1. Guayas河概况

Guayas河地处Ecuador中西部(central-western)，是DH Guayas的最大河流，流域面积为44,532 km²，河口多年平均径流量为390.4亿m³。Guayas河有东、西两源，分别称为Babahoyo河和Daule河，两河在瓜亚基尔市汇合后始称Guayas河，Guayas河在IslaPuná处汇入太平洋。东源Babahoyo河的最长支流为右岸的Vinces河，Vinces河河长331.7 km，其汇口至Babahoyo河和Daule河的汇合口之间河段长40.8 km，Babahoyo河和Daule河汇合口以下Guayas河河长168.4 km。

历史上Guayas河几乎年年遭遇洪水，不论是在温和的雨季还是在出现厄尔尼诺现象期间。根据DesInventar数据库记录到的DH Guayas从1970年至2013年期间洪灾有1109次，受灾356,701人次。DH Guayas防洪区以全国6.8%的土地养育了全国33%的人口，创造了32%的PIB，是流域人口和财富的集中地区。DH Guayas内重要保护对象有厄瓜多尔最大的城市Guayaguil，Los Ríos省的首府Babahoyo市以及Balzar、Colimes、Palestina、Santa Lucía、Daule、Nobol、Samborondón、Durán、Milagro、Quevedo、Palenque、Vinces等城市以及下游平原区大面积的农田。因此，研究Guayas河洪水地区组成及遭遇，对于区域防洪具有重要意义。

2. 基本资料

根据洪灾统计，DH Guayas的洪灾主要集中在Babahoyo河、Daule河、Vinces河的平原区。本文选择了Daule河的H0365站、Vinces河的H0347站、Babahoyo河的H0346站作为水文分析计算的依据站。H0365水文站洪水资料系列为1963~2010年，其中洪水资料完整的年份有19年。H0346水文站洪水资料系列为1964~2010年，其中洪水资料完整的年份有21年。H0347水文站洪水资料系列为1963~2010年，其中洪水资料完整的年份有8年。

对依据站缺测的水文资料进行了插补延长。缺测资料插补延长的方法为：选用气象、下垫面条件与本站接近的参证站，采用上、下游测站或相邻测站同步年份日均流量相关方法，进行洪水资料插补延长。H0365站上游Daule-Peripa水库于1992年建成投入运行，1992年以后的流量资料，在考虑水库调蓄影响后进行了洪水还原计算。

3. 洪水特性

为分析流域洪水特性，根据H0365站、H0347站和H0346站三个资料条件相对较好的水文站，统计分月最大洪峰流量出现概率，分析洪水在不同月份出现的可能性。

根据1964~2010年共46年月最大洪峰流量资料统计，H0365、H0347、H0346三个水文站月最大洪峰流量出现概率统计成果见表1。Guayas河流域水系及水文站网图，如图1所示。

从表1可见，H0365站年最大洪峰流量一般出现在12~5月，集中出现在2~4月，出现概率为89.4%；以3月出现的次数最多，出现概率为31.9%，4月和2月次之。H0346站年最大洪峰流量一般出现在11~6月，集中出现在1~4月，出现概率为89.4%；以2月出现的次数最多，出现概率为31.9%。H0347站年最大洪峰流量一般出现在11~4月，集中出现在1~4月，出现概率为95.7%；以2月出现的次数最多，出现概率为31.9%。

表1. Guayas河主要测站年最大洪峰流量出现概率统计表

图1. Guayas河流域水系及水文站网图

4. Guayas河洪水遭遇

4.1. 洪水遭遇标准

洪水遭遇分为洪峰遭遇和洪水过程遭遇两种情况。若上游各河流洪峰(日平均流量)同日出现，即为洪峰遭遇；洪水过程遭遇，对上游各河流洪水来说，洪水过程重叠一半以上，如90 d洪水有45 d以上重叠者即为过程遭遇 [1] 。这里的洪水遭遇是指各河流主要控制站洪水遭遇而言，没有考虑河流主要控制站以下洪道的洪水演进。

4.2. 洪水遭遇分析

依前述洪水标准，对各河流1956~2010年洪水系列进行年最大洪水遭遇统计，其结果见表2。遭遇概率按数学期望概率公式计算，即

$P=\frac{m}{n+1}\times 100$ (1)

其中，P为遭遇概率，m为洪水遭遇次数，n为统计系列长度。

从表2可以看出，Babahoyo河~Vinces河洪水遭遇概率最大，洪峰遭遇概率为10.6%，15 d过程遭遇概率为44.7%，30 d过程遭遇概率为74.5%，随着过程时间增加，过程遭遇概率增大，90 d过程遭遇概率为93.6%。Vinces河~Daule河洪水遭遇概率次之，洪峰遭遇概率为10.6%，15 d过程遭遇概率为38.3%，30 d过程遭遇概率为63.8%，90 d过程遭遇概率为93.6%。Daule河~Babahoyo河过程遭遇概率最小，洪峰遭遇概率为2.1%，15 d过程遭遇概率为27.7%，30 d过程遭遇概率为57.5%，90 d过程遭遇概率为91.5%。虽然Daule河~Babahoyo河过程遭遇概率相对最小，但两河流控制Guayas河总集水面积的85%左右，Daule河、Babahoyo河洪水遭遇对Guayas河洪水影响更大。

对15 d遭遇洪水的时间分布进行统计，其结果列于表3。遭遇洪水(水文年，10~9月)最早可发生在11月份，最迟可发生在4月份。2、3、4三个月发生遭遇洪水的机率最大，占88.5%，其中尤以2月份遭遇洪水最多，占40.4%。

在1965年10月~2010年9月(水文年)统计年限内，没有发生Babahoyo河、Vinces河、Daule河三条河流控制站发生年最大洪峰同时相遭遇的情况，三条河流控制站过程遭遇有7次，概率为14.9%。

表2. Guayas河洪水遭遇统计表

5. Guayas河洪水地区组成分析

5.1. 设计洪水

设计洪水计算采用了Daule河的H0365水文站、Vinces河的H0347水文站、Babahoyo河的H0346水文站实测洪水及插补的洪水资料，作为设计计算依据。考虑Guayas河降水与径流年内分配，本流域水文年划分为10月至次年9月。

由统计出的上述测站最大1 d流量、洪量系列，采用P-III曲线适线，以矩法计算值为初估值，然后适线优选参数 [2] 。各站设计最1 d流量、洪量成果见表4。

Guayas河干流防洪控制断面，选取在三条支流Daule河、Vinces河、Babahoyo河汇合口下游。采用H0365、H0346、H0347站三站流量叠加后，用面积比放大至干流防洪控制断面。

由推算出的1964~2010年干流防洪控制断面流量系列，分别统计出水文年最大1 d流量、不同时段的洪量系列。总控制断面设计最大1 d流量、洪量成果见表4。

表3. Babahoyo-Vinces-Daule三河15天洪水遭遇的时间分布

表4. Guayas河主要测站及干流控制断面设计洪水成果表

5.2. 典型年洪水选取

Guayas河在1972~1973、1982~1983、1992、1997~1998、2002、2006、2008、2012等年份发生过大洪水。根据本流域的洪水特点和各水文站实测洪水的资料情况及流域沿河城市的防洪需要，选取1997~1998年实测洪水过程为典型洪水过程。

5.3. 设计洪水地区组成

Guayas河的主源为Babahoyo河，次源为Daule河，Babahoyo河主要支流为Vinces河。在分析干流控制断面设计洪水地区组成时，通常将控制断面设计洪量分配给上游各分区，然后选择典型洪水过程线，以各分区分配到的洪量为控制，放大各分区洪水过程线 [3] 。

根据流域防洪规划需要，支流(分区)设计洪水，按指定支流发生与总控制断面同频率的洪量，按水量平衡原则计算出其余分区洪量的总量 [3] 。典型年洪水过程选取1997~1998年实测洪水过程为典型洪水过程，时段选取时考虑控制站的峰型、上游主要站放大后洪水大小的合理性等因素。分别计算依据站H0365、H0346、H0347站及控制断面的P = 0.5%、P = 1%、P = 2%、P = 4%、P = 10%、P = 20%。不同时段设计值与典型年的洪量的放大倍比系数，在选用放大倍比时，充分考虑控制站洪水过程的峰型，上游主要站放大后洪水量级的合理性等因素，经分析选定Guayas河流域干、支流(区间) 90 d为控制。

据流域防洪规划布置，支流Daule河、Vinces河、Babahoyo河划分区间见表5。Daule河和总控制断面同频率的90 d洪量，其它各区相应90 d洪量，Vinces河、Babahoyo河各分区90 d相应洪量见表6。各分区典型年设计(相应设计)洪水过程线采用同倍比放大。Vinces河和总控制断面同频率的90 d洪量，Daule河、Babahoyo河各分区90 d相应洪量见表6。Babahoyo河和总控制断面同频率的90 d洪量，Daule河、Vinces河各分区90 d相应洪量见表6。各分区设计(相应设计)洪水过程线采用同倍比放大。

表5. Guayas河干支流分区表

表6. Guayas河干支流洪水组成成果表(单位：亿m³)

计算结果表明，Guayas河洪水主要来源Babahoyo河、Daule河、Vinces河。Guayas河控制断面发生P = 2%洪水时，Babahoyo河和总控制断面同频率，Daule河、Vinces河为相应洪水，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为46.8%，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为36.9%，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为16.3%；Daule河和总控制断面同频率，Vinces河、Babahoyo河为相应洪水，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为47.6%，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为16.2%，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为36.2%；Vinces河和总控制断面同频率，Daule河、Babahoyo河为相应洪水，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为20.9%，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为39.9%，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为39.2%。

6. 结论

Guayas河的主源为Babahoyo河，次源为Daule河，Babahoyo河主要支流为Vinces河。Guayas河支流较多，洪水特性各异，因此洪水地区组成和洪水遭遇具有一定的复杂性。本文将国内洪水研究方法应用于厄瓜多尔防洪研究中，采用Daule河的H0365站、Vinces河的H0347站、Babahoyo河的H0346站作为主要依据水文站，以尽可能翔实的水文实测系列，对主要河流的洪水地区组成及洪水遭遇进行了研究。

研究结果表明，Guayas河各主要干支流最大洪峰流量一般出现在12~5月，年最大洪峰流量主要出现在1~4月。Guayas河洪水主要来源为Babahoyo河、Daule河、Vinces河。Guayas河控制断面发生P = 2%洪水时，Babahoyo河和总控制断面同频率，Daule河、Vinces河为相应洪水，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为46.8%，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为36.9%，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为16.3%；Daule河和总控制断面同频率，Vinces河、Babahoyo河为相应洪水，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为47.6%，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为16.2%，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为36.2%；Vinces河和总控制断面同频率，Daule河、Babahoyo河为相应洪水，Vinces河90 d洪量占控制断面洪量为20.9%，Daule河90 d洪量占控制断面洪量为39.9%，Babahoyo河90 d洪量占控制断面洪量为39.2%。

从洪水遭遇来看，2、3、4三个月发生遭遇洪水的机率最大，占88.5%，其中尤以2月份遭遇洪水最多，占40.4%。在1965年10月~2010年9月(水文年)统计年限内，没有发生Babahoyo河、Vinces河、Paule河三条河流控制站发生年最大洪峰同时相遭遇的情况，三条河流控制站过程遭遇有7次，概率为14.9%。Guayas防洪控制断面以上的洪水遭遇与设计洪水地区组成分析计算，为防洪规划提供了技术支撑。

参考文献 (References)

[1] 边玮, 张新田. 金沙江与长江中下游洪水遭遇分析[J]. 水利水电快报, 2002, 23(4): 8-10. BIAN Wei, ZHANG Xintian. Jinsha River and the analysis of flood encountered in the middle and lower reaches of the Yangtze River. Water Conservancy and Hydroelectric Bulletin, 2002, 23(4): 8-10. (in Chinese)

[2] 水利水电工程设计洪水计算规范[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2006. Regulation for calculating design flood of water resources and hydropower projects. Beijing: China Water & Power Press, 2006. (in Chinese)

[3] 水利部长江水利委员会水文局. 水利水电工程设计洪水计算手册[M]. 北京: 水利电力出版社, 1995. Bureau of Hydrology, Changjiang Water Resources Commission. Design flood calculation manual for water conservancy and hydropower projects. Beijing: China Water & Power Press, 1995. (in Chinese)

NOTES

作者简介：张新田(1962-)，男，湖北武汉人，高级工程师，研究方向：水文学及水资源。