周蕤 王玉靜 楊爭艷 王永梅 張文靜

摘 要：以莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗為防災(zāi)對象，在對該旗山洪災(zāi)害調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行設(shè)計暴雨洪水分析、防洪現(xiàn)狀評價、危險區(qū)等級劃分和雨量預(yù)警指標(biāo)分析，綜合分析該旗防御山洪災(zāi)害的能力，為該旗今后山洪災(zāi)害預(yù)警及群測群防提供參考。

關(guān)鍵詞：山洪災(zāi)害；分析評價；防洪能力；預(yù)警指標(biāo)

一、概況

莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗（以下簡稱莫旗）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部，呼倫貝爾市市東部，東隔嫩江與黑龍江省的訥河市、嫩江縣相望。地處大興安嶺東麓支脈形成的淺山區(qū)，南部系松嫩平原的北緣，地勢西北高、東南低。莫旗境內(nèi)地表水資源較少，河流多屬季節(jié)性溝河，降水主要集中在6～8月份，汛期水量大而集中，山洪易暴發(fā)，洪水來勢迅猛，具有峰高量小，歷時短促，攜帶大量泥沙的特點。據(jù)統(tǒng)計，建國以來，莫旗較大山洪出現(xiàn)約37次，造成了重大的生命財產(chǎn)損失。

二、設(shè)計暴雨洪水分析計算

（一）暴雨歷時確定

基于莫旗的具體情況，暴雨歷時分析選擇了流域匯流時間、常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歷時2類。流域匯流時間因流域具體情形而異，常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)歷時設(shè)計暴雨計算分為設(shè)計暴參數(shù)、雨量以及時程分配計算3步。暴雨歷時按照常規(guī)設(shè)計暴雨洪水要求，確定為10分鐘、1小時、6小時、24小時4 種標(biāo)準(zhǔn)歷時。

（二）暴雨頻率確定

根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評價技術(shù)要求》以及莫旗所在地區(qū)的實際情況，確定分析評價計算暴雨的頻率為5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇5種。

（三）設(shè)計暴雨計算

文章選取了莫旗的山洪災(zāi)害重點防治區(qū)50個沿河村落作為分析評價對象，由于篇幅原因在此僅以其中一個村落（北石場一組）的分析評價成果作具體展示。

1.設(shè)計暴雨參數(shù)計算方法。根據(jù)小流域處理的情況、莫旗本次分析評價的50個沿河村落分布的計算單元小流域及《黑龍江省水文圖集》，確定莫旗各小流域24小時均值及其變差系數(shù)。暴雨的相應(yīng)時段基于各個以小流域為計算單元的匯流時間進(jìn)行選取。匯流時間計算主要采用了推理公式法，相應(yīng)的地形參數(shù)θ及匯流參數(shù)m主要由查找《水文手冊》表“匯流參數(shù)～地理參數(shù)關(guān)系圖”和m值經(jīng)驗公式計算獲得。

2.設(shè)計暴雨量計算。第一步，查《水文手冊》附圖“內(nèi)蒙古自治區(qū)年最大二十四小時點雨量均值等值線圖”、附圖“內(nèi)蒙古自治區(qū)年最大二十四小時變差系數(shù)等值線圖”，得到各個小流域的二十四小時的H24點和Cv；并據(jù)Cv值和相應(yīng)頻率，查附表“皮爾遜III型曲線模比系數(shù)Kp值表”，查得相應(yīng)的Kp值，用公式H24點=H24點Kp計算該頻率下24小時的點雨量。第二步，查《水文手冊》附圖“24小時暴雨折減系數(shù)～面積關(guān)系圖”，得各計算單元24小時點面雨量轉(zhuǎn)換系數(shù)α；據(jù)此進(jìn)行點面雨量轉(zhuǎn)換計算。

在此基礎(chǔ)上，采用以下公式，推求1-24小時各種歷時的暴雨：

根據(jù)各個小流域的數(shù)據(jù)，把得到的H24P、n2P、n3P代入到上述公式，求出24小時的面暴雨，再經(jīng)過點面雨量轉(zhuǎn)換，即可得到計算結(jié)果。

3.設(shè)計暴雨時程分配計算。進(jìn)行暴雨時程分配時，針對暴雨歷時大致與小流域匯流時間相等的時間為準(zhǔn)，然后基于24小時設(shè)計暴雨時程分配比例，確定暴雨歷時各時段的雨量。根據(jù)雨峰所在時段為起始時段，向左向右分別增加時段，直至累計時段數(shù)與所計算小流域的匯流時間大致相等時為止，各時段雨量按該表比例設(shè)置。

（四）設(shè)計洪水計算

假定暴雨與洪水同頻率，基于莫旗設(shè)計暴雨成果，以河道控制斷面為計算斷面，進(jìn)行各種頻率設(shè)計洪水的計算和分析。莫旗典型頻率設(shè)計洪水計算主要采用推理公式法進(jìn)行。

（五）水位流量關(guān)系分析

采用水位流量關(guān)系或曼寧公式等方法，進(jìn)行水位-流量關(guān)系分析。將防災(zāi)對象河道控制斷面設(shè)計洪水洪峰流量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的水位，繪制水位流量關(guān)系曲線。

三、防洪現(xiàn)狀評價

（一）危險區(qū)等級劃分

危險區(qū)范圍為最高歷史洪水位和 100 年一遇設(shè)計洪水位中的較高水位淹沒范圍以內(nèi)的居民區(qū)域。采用頻率法對危險區(qū)進(jìn)行危險等級劃分，并統(tǒng)計人口、房屋等信息。根據(jù)5年一遇、20年一遇、100年一遇（或最高歷史洪水位）的洪水位，確定危險區(qū)等級，結(jié)合地形地貌情況，劃定對應(yīng)等級的危險區(qū)范圍。

（二）現(xiàn)狀防洪能力分析

在進(jìn)行莫旗50個沿河村落的現(xiàn)狀防洪能力分析時，主要分析了防災(zāi)對象成災(zāi)水位對應(yīng)洪峰流量的頻率，并根據(jù)需要輔助分析沿河道路、橋涵、沿河房屋地基等特征水位對應(yīng)洪峰流量的頻率，統(tǒng)計確定成災(zāi)水位（其他特征水位）、各頻率設(shè)計洪水位下的累計人口和房屋數(shù)，綜合評價現(xiàn)狀防洪能力。例如繪制了北石場一組防洪現(xiàn)狀評價圖（圖1）。

（三）預(yù)警指標(biāo)分析

綜合考慮防災(zāi)對象所處河段河谷形態(tài)、洪水上漲速率、預(yù)警響應(yīng)時間和站點位置等因素，在臨界雨量的基礎(chǔ)上綜合確定準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移和立即轉(zhuǎn)移的預(yù)警指標(biāo)；并利用該預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行暴雨洪水復(fù)核校正，以避免與成災(zāi)水位及相應(yīng)的暴雨洪水頻率差異過大。

四、結(jié)語

文章從整個縣域角度全面系統(tǒng)地反映出莫旗山丘區(qū)沿河村落山洪災(zāi)害現(xiàn)狀防御力、危險區(qū)劃分以及預(yù)警指標(biāo)的情況。對山洪災(zāi)害分析評價的基礎(chǔ)資料可用性以及分析計算方法、山洪防災(zāi)信息完善與提升、后續(xù)山洪災(zāi)害防治支撐等方面進(jìn)行了初步總結(jié)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李昌志，郭良等.芻議山洪災(zāi)害分析評價[J].中國水利， 2014（18）.

[2] 李昌志.山洪災(zāi)害分析評價要點及流程[J].中國水利， 2015（11）.