（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

山洪災害預警指標分析

王慶花，張宏偉

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

文中以遼寧省葫蘆島市建昌縣為例，分析了山洪災害的成因及特點，并進行了山洪災害預警指標的分析和計算。采用水位-流量反推法計算出相關流域的臨界雨量，從而確定相應村落的告知、警戒、緊急轉移雨量值。

山洪災害；臨界雨量；建昌縣

山洪災害具有突發(fā)性強，洪峰流速大、流量大等特點，同時往往還伴隨泥石流的發(fā)生，對人民生命財產的安全有較大威脅，因此做好山洪災害的預警工作顯得尤為重要。山洪災害預報預警體系作為科學防災減災的重要手段，它的判斷依據(jù)主要有臨界雨量、臨界水位等指標，由于目前葫蘆島地區(qū)雨量站的分布較為均勻密集，雨量信息獲取較為方便及時，因此文中主要采用臨界雨量作為判斷依據(jù)。

臨界雨量的分析計算有水位流量反推法和P-Ⅲ型頻率分析法等多種方法。建昌縣由于受水文資料條件的限制，雨量預警指標采用水位流量反推法。

選擇遼寧省葫蘆島市建昌縣山洪災害調查評價，全面、準確地分析山洪災害重點防治區(qū)內沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)的預警指標，重點分析流域的臨界雨量，進而確定告知、警戒、緊急轉移雨量預警指標。

1 研究區(qū)概況

建昌縣位于遼寧西部山區(qū)，地處北溫帶，地處暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)。年平均氣溫9℃，多年平均降水量560 mm。大凌河、小凌河、六股河、青龍河均發(fā)源于建昌縣，匯入渤海。六股河、大凌河從建昌縣穿境而過，建昌縣境內大凌河長63 km，流域面積1 199 km2，占建昌縣行政面積的37.65%；六股河境內，長91.91 km，流域面積1 419.5 km2，占總面積的44.57%；其它河流僅占17.78%。

2 山洪災害雨量預警指標

2.1 預警時段確定

預警時段選用典型降雨場次的典型降雨歷時。首先確定最長時段，將流域匯流時間作為預警指標的最長時段，也可以在此基礎上適當延長；其次確定典型時段，根據(jù)防災對象所在流域的暴雨特性、流域面積、河道的平均比降、下墊面情況等因素，確定比匯流時間小的短歷時預警時段；最后綜合分析確定，參考前期基礎工作形成的流域單位線信息，充分考慮流域暴雨與下墊面特征以及歷史山洪情況，綜合分析防災對象所處河段的斷面形狀、洪水上漲速度、轉移路線和影響人口等因素后，從而確定防災對象的典型預警時段，由最小預警時段開始，直至流域匯流時間。

這次評價分析建昌縣的17個小流域匯流時間均小于7 h。另外結合建昌縣現(xiàn)有的降雨觀測儀器型號和雨情信息傳輸手段，確定建昌縣防災對象預警時段確定為1 h、2 h、3 h、6 h、24 h。

2.2 臨界雨量計算

在確定各防災對象成災水位、預警時段的基礎上，首先計算出防災對象成災水位對應的流量，然后根據(jù)流量反算出臨界雨量值。確定方法如下：

1）對設計面暴雨強度進行合理性分析，具體分析方法：采用流域附近的雨量站歷史觀測資料進行頻率計算，用頻率計算出的1 h典型頻率降雨量與用《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設計暴雨洪水計算方法》（1998年版）計算出的同頻率設計面暴雨強度進行對比，當《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設計暴雨洪水計算方法》（1998年版）計算結果，大于實測雨量資料頻率計算結果時，應采用實測雨量資料頻率計算結果。在計算過程中，按照實測雨量資料計算出的1 h典型頻率降雨量與按照《遼寧省中小河流（無資料地區(qū)）設計暴雨洪水計算方法》（1998年版），計算出的1 h面雨量大致相近，為簡化計算，用1 h面雨量替換偏大的設計面暴雨強度進行設計洪水計算。確定采用的面暴雨強度符合山洪災害中小流域的特性。采用推理公式法計算各頻率對應的設計洪峰流量，繪制設計洪峰流量頻率關系曲線，如圖1。

圖1 設計洪峰流量-頻率關系曲線

2）計算防災對象典型頻率預警時段（1 h、2 h、3 h、6 h、24 h、歷時）設計暴雨。對計算小流域雨量代表站歷年最大2，3 h實測雨量系列資料進行頻率計算，用代表站（小流域）2，3 h典型頻率雨量作為防災對象2，3 h典型頻率設計暴雨。根據(jù)計算結果，繪制預警時段設計暴雨與頻率關系曲線，如圖2。

3）根據(jù)防災對象控制斷面水位流量關系曲線，查得成災水位對應流量Q災。根據(jù)設計洪峰流量-頻率關系曲線，查得Q災對應的頻率。最后根據(jù)預警時段設計暴雨-頻率關系曲線，得到各預警時段的相應臨界雨量值，見圖3。

2.3 雨量預警指標綜合確定

圖2 預警時段設計暴雨-頻率關系曲線

圖3 預警時段臨界雨量圖

按照《山洪災害分析評價技術要求》規(guī)定，綜合考慮可能影響雨量預警指標的因素，結合臨界雨量，綜合確定防災對象的告知、警戒和緊急轉移三級預警指標。繪制的建昌縣小北溝屯、水泉十隊、吳坤杖子組等地區(qū)的預警指標成果表，見表1所示。

表1 建昌縣預警指標成果表

這次計算中，臨界雨量是從與成災水位相對的洪峰流量推算得到的，其量值為凈雨值，在確定各級別預警指標時還要考慮實時的流域蓄水情況。故在數(shù)值上認為臨界雨量即為緊急的預警指標，這是從洪水反算到降雨得出的信息。

3 成果合理性分析

合理性分析是預警指標成果校核的重要內容，根據(jù)《山洪災害分析評價技術要求》[6]規(guī)定，可采用以下方法，進行預警指標的合理性分析：

1）與該地區(qū)歷史發(fā)生的山洪災害進行對比分析，驗證預警指標的合理性。

2）與多種方法的計算結果進行對比分析，從而避免因某一種方法的不確定性所產生的較大偏差。

3）與流域大小、氣候條件、地形地貌、植被覆蓋率、等因素相似防災對象的預警指標進行分析比較，即采用比擬的方法，對預警指標的合理性進行檢查。

因為用洪水過程反推雨量預警指標不可避免地會產生誤差，所以要注意分析產生誤差的原因及問題。具體表現(xiàn)為：①防災對象成災水位確定要具有代表性；②水位流量關系計算時注意比降、糙率的合理性；③降雨徑流計算時注意合理地選擇產流、匯流、演進各個環(huán)節(jié)的算法與參數(shù)值。建昌縣各流域防災對象在計算過程中已經考慮上述三方面內容，并進行了相應分析，保證計算過程和計算參數(shù)的準確性，從而保證指標的合理性。

4 結論

文中以遼寧省葫蘆島市建昌縣為例，探討了山洪災害的成因以及特點，概括為區(qū)域性明顯，易發(fā)性強；季節(jié)性強，頻率高；破壞性強，危害嚴重。采用水位流量反推法，明確了重點防治區(qū)內沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)的預警雨量值，著重分析了防災對象的臨界雨量，進而確定告知、警戒、緊急轉移雨量預警指標。

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2017-02-20