A.- F._ est au bénéfice d'une rente de l'assurance-invalidité depuis le 1er avril 1994. Le 15 novembre 1995, il a présenté une demande de prestations complémentaires, en indiquant, notamment, qu'il percevait une rente mensuelle de 79 fr. de la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA).
A l'occasion d'une révision du cas, qui faisait suite à un refus de prestations complémentaires, il a signalé à l'Agence communale d'assurances sociales de X._ (agence qui dépend de la Caisse cantonale vaudoise de compensation) diverses modifications de sa situation, notamment en ce qui concerne le montant de son loyer. A cet effet, il a signé, le 19 mars 1997, un récapitulatif, sous la forme d'un questionnaire, de ses charges et de ses revenus.
Y était notamment mentionné le montant de 79 fr. au titre de rente de l'assurance-accidents.
L'assuré a bénéficié de prestations complémentaires à partir du 1er septembre 1997 (décision du 6 octobre 1997).
Comme revenus, l'agence communale a pris en compte un montant de 18 804 fr. au titre de rentes de l'assurance-invalidité et de 948 fr. (79 fr. X 12) au titre de rentes versées par la CNA.
Par la suite, l'agence communale a rendu successivement plusieurs décisions, par lesquelles elle a adapté le montant de la prestation complémentaire en raison de l'augmentation du loyer et de la rente de l'assurance-invalidité de l'assuré, ainsi qu'en raison de modifications législatives.
B.- Au mois de mai 2000, l'agence communale s'est aperçue que la CNA, par décision du 26 février 1996, avait alloué à son assuré une rente de 706 fr. par mois dès le 1er octobre 1995 (le montant de la rente a ensuite été porté à 723 fr. pour les années 1997 et 1998 et à 727 fr.
pour l'année 1999). L'assuré n'avait pas informé l'agence communale de ce changement.
Se fondant sur cet élément nouveau, l'agence communale a constaté que l'assuré ne pouvait pas prétendre le versement d'une prestation complémentaire pour la période du 1er septembre 1997 au 31 mai 2000. Aussi bien a-t-elle rendu une décision, le 29 mai 2000, par laquelle elle lui a réclamé la restitution de 12 502 fr. 65 représentant les prestations complémentaires indûment perçues durant cette période.
Par une seconde décision, du 26 juillet 2000, elle a refusé d'accorder à l'assuré une remise de son obligation de restituer, au motif que ce dernier ne l'avait pas informée du changement de situation découlant de l'augmentation de la rente de la CNA, de sorte que la condition de la bonne foi n'était pas remplie.
C.- F._ a recouru contre ces deux décisions devant le Tribunal des assurances du canton de Vaud, qui a opéré une jonction des causes. Par jugement du 6 mars 2001, le président du tribunal, statuant comme juge unique, a rejeté les recours, en les considérant comme manifestement infondés.
D.- F._ interjette un recours de droit administratif dans lequel il conclut à la réforme du jugement cantonal en ce sens qu'il n'est pas tenu à restitution.
Subsidiairement, il conclut à l'annulation de ce jugement.
La Caisse cantonale vaudoise de compensation conclut au rejet du recours. Quant à l'Office fédéral des assurances sociales, il ne s'est pas déterminé à son sujet.

Considérant en droit :
1.- Le recourant soutient que son recours à l'autorité cantonale n'était pas manifestement mal fondé, de sorte que le juge instructeur n'était pas compétent pour statuer à son sujet en tant que juge unique.
Le droit des parties à une composition régulière du tribunal découle des art. 30 Cst. et 6 § 1 CEDH. Par conséquent, il y a lieu d'annuler un jugement rendu à tort par un juge unique dans une affaire relevant de la compétence du tribunal selon la réglementation cantonale (arrêt non publié F. du 6 juillet 1994 [I 56/94]).
L'art. 10 de la loi vaudoise sur le Tribunal des assurances (LTA; RSV 2.2 A) dispose que si le recours est tardif ou irrecevable à la forme ou s'il apparaît d'emblée comme manifestement mal fondé ou bien fondé, le juge instructeur statue comme juge unique sur le vu du dossier et après avoir provoqué, le cas échéant, des explications complémentaires des parties. Contrairement à ce que prétend le recourant, cette réglementation n'a pas été appliquée faussement par le premier juge. En effet, le recours à l'autorité cantonale apparaissait d'emblée manifestement mal fondé, comme on le verra ci-après.
2.- L'obligation de restituer se fonde en l'espèce sur la découverte d'un fait nouveau, qui a conduit l'administration à procéder à une révision de ses décisions par lesquelles elle avait alloué des prestations complémentaires à l'assuré. Dans un tel cas, l'administration doit recalculer le revenu déterminant dès qu'elle a été informée de l'existence de ce fait. Le nouveau calcul déploie des effets ex tunc, comme c'est le cas dans la révision procédurale, avec comme conséquence l'obligation de restituer les prestations complémentaires indûment touchées, conformément à l'art. 27 al. 1 OPC-AVS/AI (<ref-ruling> consid. 2d).
En l'occurrence, le recourant ne conteste pas le nouveau calcul de la caisse qui aboutit à un versement indu de 12 502 fr. 65. Il fait cependant valoir que la créance de la caisse était périmée. Selon lui, le premier juge n'a pas tenu compte du fait que la CNA a communiqué à l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Vaud une copie de sa décision du 26 février 1996. A ce moment-là, les organes de l'AVS devaient avoir connaissance des faits litigieux. La caisse de compensation n'aurait donc pas agi dans le délai d'une année prévu par l'art. 47 al. 2 LAVS, auquel renvoie l'art. 27 OPC-AVS/AI.
Ce moyen n'est pas fondé. D'après la jurisprudence, le délai de péremption d'une année de l'art. 47 al. 2 LAVS commence à courir dès le moment où la caisse aurait dû connaître les faits fondant l'obligation de restituer, en faisant preuve de l'attention que l'on pouvait raisonnablement exiger d'elle (<ref-ruling> consid. 1). Or, dans le cas particulier, on ne voit pas comment la caisse aurait pu savoir que l'office de l'assurance-invalidité avait reçu une décision de la CNA. Les offices de l'assurance-invalidité et les caisses de compensation ont des attributions tout à fait différentes (voir, en matière d'assurance-invalidité, les art. 54 ss LAI et 60 ss LAI). La communication de la décision de la CNA à l'office de l'assurance-invalidité n'avait rien à voir avec le régime des prestations complémentaires, mais visait une coordination des prestations entre l'assurance-invalidité et l'assurance-accidents (cf. art. 127 OLAA). Cette décision n'avait pas à être transmise à l'autorité compétente pour le versement des prestations complémentaires.
Dans ces conditions, on doit admettre que le délai d'une année a commencé à courir au mois de mai 2000. Auparavant, l'agence communale (ou la caisse de compensation) ne disposait d'aucun indice ou élément lui permettant d'admettre que l'assuré percevait une rente de l'assurance-accidents plus élevée que le montant indiqué par le recourant lui-même. En rendant sa décision le 29 mai 2000, elle a de toute évidence agi en temps utile.
3.- Par ailleurs, comme le retient à juste titre le premier juge, l'une des conditions cumulatives auxquelles est subordonnée une remise de l'obligation de restituer - savoir la bonne foi (art. 47 al. 1, deuxième phrase, LAVS) - n'est pas remplie dans le cas particulier. Tout d'abord, le recourant aurait dû informer l'administration de l'augmentation de la rente de l'assurance-accidents dont il bénéficiait lorsqu'il a répondu, en mars 1997, au questionnaire de l'agence communale relatif à sa situation économique. Le recourant fait certes valoir que c'est un employé de l'agence qui a rempli le questionnaire avant de le lui faire signer; l'employé aurait repris, sans le contrôler, le montant de la rente de la CNA figurant dans la demande initiale de prestations du 15 novembre 1995. Mais cette circonstance ne dispensait pas le recourant d'attirer l'attention de ce fonctionnaire sur l'inexactitude du montant en question. Le silence du recourant à cette occasion est d'autant moins excusable que la différence entre les montants mensuels en cause (79 fr. et 723 fr.) était importante et qu'elle devait s'imposer au recourant comme un fait évident à signaler. De plus, le recourant s'est bien gardé, également, de mentionner cette différence à réception de la décision du 6 octobre 1997, par laquelle l'agence communale lui a alloué une prestation complémentaire.
Cette décision indiquait pourtant clairement tous les éléments de calcul pris en compte par l'agence et donc, en particulier, le montant - à cette époque erroné - de 79 fr. de la rente versée par la CNA.
La bonne foi du recourant doit dès lors être niée.
Dans ce contexte, c'est en vain que le recourant reproche au premier juge de n'avoir pas entendu l'employé de l'agence dont il a été question plus haut. L'autorité cantonale pouvait en effet, par une appréciation anticipée des preuves (cf. <ref-ruling> consid. 1d), renoncer à ce témoignage.
4.- Il s'ensuit que présent le recours, manifestement infondé, doit être liquidé selon la procédure simplifiée prévue par l'art. 36a OJ.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est rejeté.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice.
III. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal des assurances du canton de Vaud et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 14 août 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIe Chambre :
Le Greffier :