梁志威
(晉中市水文水資源勘測分局,山西 榆次 030600)
介休市溝口村山洪防治分析及評價
梁志威
(晉中市水文水資源勘測分局,山西 榆次 030600)
山洪防治分析評價作為山洪災(zāi)害調(diào)查評價工作的重要組成部分,為編制山洪災(zāi)害預(yù)案,加強群測群防等工作,保障當(dāng)?shù)厝罕娚敭a(chǎn)安全提供科學(xué)支撐。以介休市溝口村為例,根據(jù)山洪災(zāi)害內(nèi)業(yè)調(diào)查成果,在對溝口村現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上進(jìn)行了分析評價,并提出了相應(yīng)的發(fā)展建議。
山洪防治;分析評價;溝口村;介休市
溝口村位于介休市東部,距張?zhí)m鎮(zhèn)9.8km,距介休市23km。共有居民201戶,498人,耕地面積24.33hm2。溝口河段屬汾河水系張澗河,發(fā)源于沁源縣王和鎮(zhèn)王和村,流經(jīng)張?zhí)m鎮(zhèn)南窯頭、泉泉、張家莊、堡和、澗里,于朱家堡村匯入汾河,全長26km,流域面積63.4km2,河流平均比降14.97‰,介休市境內(nèi)流域面積56.7km2。
溝口村屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,干濕對比明顯。冬季風(fēng)大雪少,寒冷干燥,持續(xù)時間長;夏季天氣炎熱,濕潤多雨;春季干燥多風(fēng);秋季涼爽,前期雨水較多,后期較少,時有連陰雨天氣出現(xiàn)。據(jù)介休氣象站資料,區(qū)內(nèi)年平均氣溫10.7℃,極端最高氣溫38.5℃,極端最低氣溫-23.3℃。年平均相對濕度60%;無霜期173d,年平均風(fēng)速2.2m/s,極端最大風(fēng)速28m/s。
根據(jù)山洪災(zāi)害調(diào)查成果及介休市水利局資料,對溝口村進(jìn)行現(xiàn)場勘查,控制斷面選取測量,居民戶宅基地高程測量,分析山洪災(zāi)害防治區(qū)暴雨洪水特性、小流域特征,選用合適的設(shè)計暴雨洪水計算方法和分析評價方法及匯流時間分析,為綜合分析溝口村防洪現(xiàn)狀,劃分山洪災(zāi)害危險區(qū),確定預(yù)警指標(biāo)做好準(zhǔn)備。
3.1 設(shè)計暴雨計算
依據(jù)《山西省水文計算手冊》(以下簡稱《手冊》),對溝口村以上流域進(jìn)行設(shè)計暴雨計算。首先確定溝口村的暴雨歷時和頻率,根據(jù)《山洪災(zāi)害分析評價技術(shù)要求》規(guī)定,暴雨歷時確定為10min,60min,6h,24h和3d五種。頻率確定為100年一遇、50年一遇、20年一遇、10年一遇、5年一遇五種。其次確定設(shè)計雨型,溝口村位于山西省水文分區(qū)中區(qū),直接采用《手冊》中區(qū)主雨日24h雨型模板為設(shè)計雨型,然后在《手冊》各歷時點暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖上讀取溝口村的統(tǒng)計參數(shù),根據(jù)參數(shù)計算各種歷時的設(shè)計點雨量,按點面折減系數(shù)計算設(shè)計面雨量。計算結(jié)果見表1。
表1 溝口村設(shè)計暴雨成果表
3.1.1 計算方法
本次采用《手冊》中的流域模型法計算。流域模型法分產(chǎn)流計算和匯流計算兩部分。產(chǎn)流計算包括設(shè)計凈雨深和設(shè)計凈雨過程計算,前者采用雙曲正切模型計算,后者采用變損失率推理扣損法計算;匯流計算采用綜合瞬時單位線計算。
3.1.2 計算成果
根據(jù)流域情況,選取所用參數(shù)進(jìn)行計算,即得出流域模型法設(shè)計洪水成果為:100年一遇洪峰流量150m3/s,洪量83.0m3/s,水位980.57m;50年一遇洪峰流量124m3/s,洪量67.5m3/s,水位980.44m;20年一遇洪峰流量90.2m3/s,洪量48.3m3/s,水位980.25m;10年一遇洪峰流量64.7m3/s,洪量34.3m3/s,水位980.05m;5年一遇洪峰流量44.1m3/s,洪量22.5m3/s,水位979.79m。
3.2 防洪現(xiàn)狀評價
3.2.1 危險區(qū)范圍確定
根據(jù)溝口村斷面實際情況,采用水力學(xué)原理推求水面線,由于溝口村所在河道斷面沒有調(diào)查到歷史最高洪水位,因此100年一遇設(shè)計洪水淹沒范圍即為危險區(qū)范圍。
3.2.2 現(xiàn)狀防洪能力評價
各頻率設(shè)計洪水水面線推求:運用美國研制HEC-RAS計算程序,選取合理斷面和小流域特征值,并充分考慮涉水建筑物對洪水影響的基礎(chǔ)上對溝口村推求100年、50年、20年、10年和5年一遇設(shè)計洪水水面線。
各頻率設(shè)計洪水淹沒范圍確定:根據(jù)各頻率設(shè)計洪水水面線成果,結(jié)合溝口村地形及居民戶高程,勾繪各頻率設(shè)計洪水淹沒范圍。
成災(zāi)水位及控制斷面確定:將最先受災(zāi)的居民戶高程定為成災(zāi)水位,通過對比溝口村臨河一側(cè)居民戶高程和水面線,確定成災(zāi)水位為979.93m,距離該居民戶最近的橫斷面定為控制斷面。
水位—流量關(guān)系計算:通過各頻率水面線成果分析得出溝口村控制斷面的水位—流量關(guān)系。
成災(zāi)水位對應(yīng)頻率:根據(jù)溝口村水位流量關(guān)系推求成災(zāi)水位對應(yīng)的洪峰流量,再在流量頻率曲線上采用插值法確定該流量對應(yīng)的頻率,換算成重現(xiàn)期,即為溝口村的防洪能力。經(jīng)分析計算,溝口村成災(zāi)水位(979.93m)對應(yīng)的洪峰流量為51.0m3/s,頻率為15.4%,防洪能力為6.5年。
3.2.3 危險區(qū)等級劃分及防洪現(xiàn)狀評價結(jié)果
根據(jù)各頻率設(shè)計洪水水面線成果,結(jié)合溝口村地形及居民戶高程統(tǒng)計各級危險區(qū)對應(yīng)的人口、戶數(shù)等,經(jīng)評價,溝口村現(xiàn)狀防洪能力結(jié)果為:極高危險區(qū)(重現(xiàn)期≤5年,高程≤979.79m)淹沒0戶0人;高危險區(qū)(重現(xiàn)期5~20年,高程979.79~980.25m)淹沒1戶5人;危險區(qū)(重現(xiàn)期20~100年,高程980.25~980.57m)淹沒2戶淹沒12人;其他(重現(xiàn)期>100年,高程>980.57m)淹沒0戶0人。
3.3 雨量預(yù)警指標(biāo)分析
雨量預(yù)警指標(biāo)采用流域模型法分析,首先確定預(yù)警時段,溝口村預(yù)警時段定為0.5h,1h,1.5h,再選取流域土壤含水量值,依據(jù)《手冊》流域前期持水度取值為0,0.3和0.6,分別代表土壤濕度較干、一般和較濕3種情況,然后進(jìn)行臨界雨量計算,最后確定雨量預(yù)警綜合指標(biāo)、立即轉(zhuǎn)移指標(biāo)和準(zhǔn)備轉(zhuǎn)移指標(biāo),成果見表2。
表2 溝口村預(yù)警指標(biāo)成果表
4.1 結(jié)論
根據(jù)上述分析評價成果可知,溝口村現(xiàn)狀防洪能力為6.5年,在5~20年一遇范圍為高危險區(qū)。通過分析評價,統(tǒng)計了溝口村落各級危險區(qū)人口數(shù)量及分布情況。對山洪預(yù)案的編制具有重要作用。本次工作分析了溝口村預(yù)警指標(biāo)的分布情況,并取得了相應(yīng)成果,具體包括村落在土壤較濕、一般、較干等典型情況下不同時段內(nèi)的預(yù)警指標(biāo)。
4.2 建議
一是修訂村級預(yù)警指標(biāo)。雨量預(yù)警指標(biāo)對實踐起指導(dǎo)作用,但需根據(jù)長期收集雨情、水情、災(zāi)情資料不斷修訂,以適應(yīng)溝口村預(yù)警需求。二是完善村級山洪災(zāi)害防治工作。充分運用溝口村危險區(qū)分布信息、預(yù)警指標(biāo)等信息,進(jìn)一步完善溝口村山洪防治預(yù)案,以及站點預(yù)警信息關(guān)聯(lián)、預(yù)警指標(biāo)改進(jìn)等工作。三是落實村級應(yīng)急防御措施。通過科學(xué)監(jiān)測,根據(jù)山洪災(zāi)害在溝口村的影響程度和范圍,及時組織受山洪災(zāi)害威脅區(qū)域人員轉(zhuǎn)移,對重災(zāi)地區(qū)實行臨時交通管制等。四是加強村級宣傳力度。應(yīng)不斷加強對溝口村村民宣傳培訓(xùn)教育,達(dá)到村民共同參與的目的。五是建立長期有效村級管理機制。逐步推動村級防汛機構(gòu)建設(shè),落實專門機構(gòu),解決運行維護(hù)經(jīng)費,專門負(fù)責(zé)山洪防治非工程措施項目的運行管理。六是加強防洪減災(zāi)工程建設(shè)。通過護(hù)岸、排洪道及堤防工程等措施,阻攔削弱地表徑流,減少山洪對溝口村的威脅。七是加強農(nóng)業(yè)技術(shù)措施。在溝口村小流域內(nèi)實施植樹造林措施,可以覆蓋地表,防治雨滴直接沖擊土壤,延緩徑流,降低山洪流速,延長匯流時間,防治水土流失。
P331.1
C
1004-7042(2016)05-0020-02
梁志威(1987-),男,2008年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程專業(yè),助理工程師。
2016-03-28;
2016-04-30