劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮(zhèn)水務(wù)站，江西 吉安 331504)

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山區(qū)小流域洪水風(fēng)險評估與預(yù)警技術(shù)探析

劉海蓮

(永豐縣沿陂鎮(zhèn)水務(wù)站，江西 吉安 331504)

受我國地質(zhì)環(huán)境和氣候環(huán)境的影響，雖然近年來在洪水預(yù)警和防控等方面取得了十分顯著的成效，但山區(qū)小流域洪水災(zāi)害仍時有發(fā)生。為降低洪水災(zāi)害所造成的人員傷亡，減少因小流域洪水所導(dǎo)致財產(chǎn)損失。故而文章從風(fēng)險評估和預(yù)警技術(shù)兩個角度對山洪防護問題進行探討，并結(jié)合相關(guān)文獻和多年工作經(jīng)驗提出一些觀點，以供相關(guān)人員參考和借鑒。

洪水風(fēng)險評估；預(yù)警技術(shù)；山區(qū)小流域；規(guī)劃

1　山區(qū)小流域洪水風(fēng)險概述

所謂小流域山洪，一般是指在山區(qū)環(huán)境下，因為持續(xù)降雨被地形積蓄所導(dǎo)致的一種洪水形式。從氣象學(xué)尺度上看，氣候的大環(huán)流會包含諸多小環(huán)流系統(tǒng)，而每個小環(huán)流系統(tǒng)則是導(dǎo)致小流域山洪的關(guān)鍵原因。由于小環(huán)流氣候的地域性強、環(huán)流時間短但循環(huán)強度大，一旦引發(fā)極端氣候?qū)?dǎo)致十分嚴重的后果。而從我國整體山區(qū)分布狀況來看，呈三級階梯的形式十分容易導(dǎo)致小環(huán)流，因而在山區(qū)發(fā)生小流域山洪的概率較高[1]。

暴雨是山洪發(fā)生的源頭，而形成大規(guī)模持續(xù)性暴雨必須具有充足水汽準備同時還要能實現(xiàn)氣流上升運動,這兩個因素缺一不可。而據(jù)氣象學(xué)研究顯示，自然界中只有層積云和對流云能造成足夠引發(fā)小流域山洪的暴雨。而水汽的來源一方面是江河湖泊的自然蒸發(fā)，另一方面則是依靠季風(fēng)將太平洋西部與印度洋靠赤道一部分海洋氣團攜帶而來。本地水汽則是由溫帶氣旋和地形因素的影響而做上升運動，從而形成大量積雨云。

2　山區(qū)小流域洪水風(fēng)險評估措施

2.1風(fēng)險因子和量化指標

對與省份和地區(qū)地域來說，山洪風(fēng)險評估應(yīng)采用大尺度風(fēng)險評估方式。并利用GIS對相關(guān)指標和因子進行疊加分析和空間分析。通過對風(fēng)險大小進行明確而后進行風(fēng)險等級劃分。其具體實施步驟可總結(jié)如下，首先針對該地區(qū)山洪爆發(fā)的相關(guān)風(fēng)險因素進行選取，而后對各個風(fēng)險因素的指標進行量化，并建立風(fēng)險管理體系。多方參照并結(jié)合工作經(jīng)驗選擇風(fēng)險的計算方式，對風(fēng)險大小進行計算。而后根據(jù)風(fēng)險大小劃定風(fēng)險區(qū)域圖像。

導(dǎo)致小流域山洪的風(fēng)險因素主要可分為兩個方面，其一是洪水危險性，包含氣候因子、下墊面因子以及防洪體系因子等。其二是承災(zāi)體強度，包括暴露度、易損性和恢復(fù)力3個方面。每個因子都攜帶有相應(yīng)的量化指標。對這些風(fēng)險因子在小流域山洪爆發(fā)中所承擔的貢獻率和影響機制進行分析，并采用模糊聚類法以及層次分析法對風(fēng)險大小進行計算。

2.2區(qū)劃和評估

根據(jù)不同的風(fēng)險評估目的，可采用洪災(zāi)損失、洪水特征以及洪水頻率等相應(yīng)的風(fēng)險評判角度進行評估。首先，從洪水頻率角度來看，任何山區(qū)城市及鄉(xiāng)村都有可能被遭到洪水災(zāi)害，而洪水頻率則代表了這些地區(qū)遭受洪水的可能性。這種風(fēng)險評估方法，主要針對河流泛濫地區(qū)。參照評估結(jié)果能對該地區(qū)防洪建設(shè)和土地規(guī)劃提供更加規(guī)范的建設(shè)指導(dǎo)。從洪水特征角度進行評估，主要是區(qū)分不同洪水程度所導(dǎo)致的洪水嚴重程度和破壞程度，其所選取的風(fēng)險因子主要有洪水泥沙攜帶量、水中漂浮物以及污染物等。通常情況下，即使洪水頻率相同但洪水對周圍環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施的破壞效果也會存在顯著差異。而這些差異就能從洪水特征上表現(xiàn)出來。根據(jù)洪水特征的評估，能有效預(yù)防和彌補洪水所造成破壞。同時，立足于洪水特征進行危害評估，還應(yīng)當充分考慮城市人口數(shù)量和企業(yè)、產(chǎn)業(yè)稠密程度，以此判斷洪水所能造成傷亡情況和經(jīng)濟破壞程度。最后，則是從損失期望角度對洪水災(zāi)害進行評估，這種評估則進一步具體到人員生命安全、財產(chǎn)安全、經(jīng)濟損失、產(chǎn)業(yè)損失以及災(zāi)害所造成的后續(xù)一系列相關(guān)損失情況。在洪水頻率和特征評估的基礎(chǔ)上，從洪水對人類社會所造成的多方面影響進行綜合分析，以獲得更加保險的防洪參照。

以上不同角度的洪水評估方式，實際上是從自然環(huán)境到人類社會不斷細化的過程，從洪水特頻率到損害期望值等多種評估方式，是綜合考慮了洪災(zāi)損害與防洪措施的效果，并從經(jīng)濟角度、社會效益角度等多方面進行評估的結(jié)果。在具體使用時可綜合采用，但僅從各種角度進行評估，都有著相應(yīng)的應(yīng)用價值。

3　山區(qū)小流域洪水預(yù)警技術(shù)探討

小流域山洪爆發(fā)具有很強的破壞性，其危害會局限在某地域之內(nèi)，通常突然爆發(fā)，給防護準備措施所留時間相對較少，并且其相應(yīng)的防護措施一般并不顯效，而若采用長效和大型的防護工事則經(jīng)濟性較差，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展并不具有補益作用。因此，建立相應(yīng)的預(yù)警監(jiān)測機制，則能有效降低山洪所造成的損害。

在山洪預(yù)警機制中，以水文氣象觀測作為基礎(chǔ)，并結(jié)合氣象預(yù)報、水文預(yù)報以及山洪預(yù)警等多種預(yù)報方式。一旦各層級預(yù)報都達到警戒峰值，則啟動山洪報警。其中水文氣象監(jiān)測是針對當?shù)亟铀?、降雨量等進行觀測，并通過氣象衛(wèi)星監(jiān)控、天氣雷達監(jiān)控等多方面監(jiān)控手段，綜合報道而獲得相應(yīng)信息。雨水情況監(jiān)測，可采用雷達對降雨情況進行校核，并根據(jù)山洪監(jiān)測結(jié)果實現(xiàn)語境。同時，結(jié)合衛(wèi)星云圖對雨水監(jiān)測的結(jié)果，做出綜合性判斷。然而，我國的水文氣象監(jiān)測網(wǎng)點布置完善程度不足，監(jiān)測漏洞較大，報訊時間間隔較長，所以在實際監(jiān)測中所起到的作用并不十分明顯。而對水文特性也缺乏有效和及時的監(jiān)測反饋機制。一次你，在當前，應(yīng)該將工作重點放在監(jiān)測網(wǎng)點的建立，因警報系統(tǒng)的升級等方面

隨著技術(shù)的進步，對局部地區(qū)進行水文預(yù)報和降雨預(yù)報已經(jīng)成為現(xiàn)實，但這種預(yù)報的精度與穩(wěn)定性都無法達到實際要求，在具體監(jiān)測預(yù)警過程中只能起到輔助監(jiān)測的作用。而大部分語境信息的獲取，都有賴于對江河水情進行實際探測所獲得。如何選擇監(jiān)測指標是擺在監(jiān)測工作面前，必須要解決的問題之一。在當前主要采用美國所發(fā)布的FFG山洪預(yù)警，這種預(yù)警方式現(xiàn)在已經(jīng)在湄公河、羅馬尼亞、南非以及韓國等地得得到廣泛應(yīng)用，而我國目前的監(jiān)測指標選擇，也參照了FFG標準。由于國內(nèi)山地地形情況特殊，地質(zhì)狀況與美洲更是存在顯著差異，其中以泥石流、滑坡以及山溪洪水等災(zāi)害最為常見，并且其所導(dǎo)致的危害也最為嚴重。因此國內(nèi)預(yù)警方式是針對這些常見災(zāi)害類型，分別選取相應(yīng)的風(fēng)險指標進行分析計算?？刹捎脜^(qū)域臨界雨量、單站臨界雨量計算方法，如這兩種計算方法是通過對該時段雨量進行取值，并選擇其最小值作為判定標準。并同時統(tǒng)計本地山洪災(zāi)害發(fā)生次數(shù)、等級，該區(qū)域所擁有的監(jiān)測站數(shù)量以及這些監(jiān)測站所記載的所有山洪災(zāi)害相關(guān)資料，并根據(jù)不同時段的山洪狀況對降雨量取最大值。而區(qū)域降雨量則將單個監(jiān)測站擴大到整個區(qū)域面范圍。此外根據(jù)具體天氣氣候變化的不同，可將暴雨頻率與災(zāi)害頻率假定為相同，并利用頻率分析法對山洪發(fā)生的頻率、場次等進行深入分析。以降雨量設(shè)計值作為參照，從山洪頻次中選擇與之相等的數(shù)值作為雨量初值即可。

4　總　結(jié)

山洪災(zāi)害對山區(qū)人們生活帶來了嚴重的威脅和風(fēng)險，隨著技術(shù)的進步，人們有足夠的能力對山洪進行預(yù)警和防護。而接下來需要考慮的是如何在山洪災(zāi)害防護相關(guān)上提高效率和經(jīng)濟性，提高預(yù)警的準確率和時效性。從而有效保障人們生活安全和當?shù)亟?jīng)濟穩(wěn)定。

[1]王超,金濤,孟潔,等.基于水力學(xué)法的蘭江段堤防防護區(qū)洪水風(fēng)險分析方法[J].水電能源科學(xué),2015(05):42-44.

1007-7596(2016)06-0099-02

2016-04-22

劉海蓮(1980-)，女，江西永豐人，工程師，研究方向為水文與水資源、水文水利計算、水文預(yù)報工作。

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