范國鵬

（山西省汾河流域管理局，山西　太原　030002）

水利水保措施的實(shí)施，使水流就地入滲，有效降低地表水匯流量，可有效減少河流泥沙沉降量，降低洪峰。開展水利水保措施，有助于減少洪澇災(zāi)害的發(fā)生，防止水土流失，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。分析水利水保措施對流域洪水的影響評價(jià)方法很多，因缺少定量分析，所以無法形成統(tǒng)一的界定標(biāo)準(zhǔn)。以渭河流域?yàn)槔?，通過定量分析流域下墊面變化對流域洪水的影響，體現(xiàn)水利水保措施對流域洪水的影響關(guān)系。

1　定量分析的背景和研究路徑

1.1　定量分析的背景

水庫工程、水土保持工程的修建，必將對流域下墊面的原有自然條件產(chǎn)生影響，并影響洪水產(chǎn)匯流條件。在人為因素影響下，也可對洪水產(chǎn)生積極的影響。水庫工程對于洪水的影響，主要表現(xiàn)為大壩對洪水的攔蓄功能。水庫蓄水泄洪，憑借壩體水利設(shè)施降低水能，削減下游洪峰流量。水土保持設(shè)施攔截的地表水徑流量與徑流深成正比，會逐漸降低地表水流速。水利水保工程的實(shí)施可影響流域內(nèi)地勢地貌,使工程的蓄水能力得到提高，以提高攔蓄量與入滲量，減少產(chǎn)流量，削減洪峰。

1.2　研究路徑

首先需要認(rèn)真檢查洪水序列，通過前后變異點(diǎn)判斷水利水保措施實(shí)施后對洪水的影響變化。借助已有資料，分析洪水出現(xiàn)之前的流域下墊面情況，進(jìn)而對影響前暴雨和洪水特征值的相關(guān)性進(jìn)行分析，對主要的影響要素進(jìn)行確定。再針對流域洪水產(chǎn)生的變化，結(jié)合暴雨的主要影響因素，查找最主要的變異點(diǎn)。如果暴雨因子的變化不明顯，則說明暴雨因子在洪水變異點(diǎn)時(shí)間段內(nèi)均值并無明顯變化，表明實(shí)施水利水保措施會導(dǎo)致洪水產(chǎn)生變異[1]；若結(jié)果有顯著的變化，則說明降水和水利水保措施的綜合影響致使洪水發(fā)生了顯著的變異。最后，構(gòu)建水文模型，找出與最后變異點(diǎn)相對應(yīng)的洪水計(jì)算值，通過與洪水序列當(dāng)中的某值進(jìn)行比較分析，得出水利水保措施影響的程度系數(shù)。

2　案例分析

2.1　渭河流域計(jì)算情況

以渭河流域的主要代表站——張家山站和渭河的咸陽站為例，涇河張家山站洪水系列為1911、1932～1996年；渭河咸陽站洪水系列為1898、1933～1996年。利用P-Ⅲ型曲線,按目估適線法適線,進(jìn)而計(jì)算出實(shí)測系列的設(shè)計(jì)洪水和天然系列的設(shè)計(jì)洪水[2]。

將實(shí)測洪水與歷史洪水組成一個(gè)不連續(xù)的系列，為首的a項(xiàng)特大的洪水經(jīng)驗(yàn)頻率PM計(jì)算，采用數(shù)學(xué)期望公式，如下：

式中：M——?dú)v史特大洪水按遞減次序排位的序號；

N——調(diào)查考證期。

實(shí)測n期內(nèi)的一般洪水，采用下述公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)頻率Pm：

式中：Pm——實(shí)測系列第m項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)頻率；

a——在N年中連續(xù)順位的特大洪水項(xiàng)數(shù)；

n——實(shí)測或插補(bǔ)延長的系列；

?！獙?shí)測洪水系列中抽出特大值處理的洪水項(xiàng)數(shù)；

m——n年系列的序位。

隨著中國城鎮(zhèn)住房金融制度的改革，改革開放40年中，住房金融市場逐步衍生、發(fā)展和繁榮?？v觀改革開放40年，我們不難發(fā)現(xiàn)，中國城鎮(zhèn)住房金融對開發(fā)商獲得土地、商品房開發(fā)、商品房購買和消費(fèi)提供了金融支持。

式中：Qj——實(shí)測洪峰數(shù)值；

a——在N年中連續(xù)順位的特大洪水項(xiàng)數(shù)；

n——實(shí)測或插補(bǔ)延長的系列；

?！獙?shí)測洪水系列中抽出特大值處理的洪水項(xiàng)數(shù)；

CV——變差系數(shù)。

根據(jù)上述公式計(jì)算峰值，結(jié)果如圖1：

圖1　渭河流域洪峰峰值圖

從計(jì)算結(jié)果看，大型水庫對洪水的影響僅在個(gè)別年頭呈現(xiàn)的較為明顯，但體現(xiàn)在設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果上卻不明顯。由此分析其原因是在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，P-Ⅲ型曲線的適線受1898、1911和1933年等未受人類活動影響的大水年控制，其中，一些中小量級的洪水可在長系列的計(jì)算當(dāng)中忽略不計(jì)。因此，渭河流域大型水庫對設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果的影響并不大。

2.2　實(shí)施水利水保措施對渭河流域洪水的影響評估

由于渭河流域下墊面的情況較為復(fù)雜，且人類活動形式多樣，并且受氣候條件的影響，常有不均勻降水分布，因此，常常會出現(xiàn)流域洪水的形成與變化無規(guī)律的情況，同時(shí)，出現(xiàn)上述問題，還會給研究帶來一定的阻力[2]。對不同類型的暴雨區(qū)域條件下的設(shè)計(jì)洪水，因?yàn)槭艿搅巳藶橐蛩氐囊欢ㄓ绊?，對其進(jìn)行定量估算難度也比較大。建立流域水文模型，再按照各典型案例設(shè)計(jì)暴雨條件下產(chǎn)生的洪水影響，就可有效地解決上述問題[3]。具體實(shí)施為：首先對流域的水文模型進(jìn)行確立，之后在確定模型參數(shù)，具體采取測量的資料進(jìn)行，推算出設(shè)計(jì)的暴雨，然后根據(jù)不同種類的典型暴雨，采取按時(shí)空進(jìn)行分配的措施，最后根據(jù)模型，按是否考慮水庫防洪作用，計(jì)算出代表站來設(shè)計(jì)洪水。另外還可以根據(jù)水庫汛期運(yùn)用的方式，對水庫防洪作用來進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，從河道洪水演算至代表站。根據(jù)演算結(jié)果可以看出，水利水保的實(shí)施對設(shè)計(jì)洪水的影響主要受降雨分布影響。水庫對大型水庫以上地區(qū)的較大洪水來源有顯著的影響，如咸陽站在1981年的典型，因削減洪水超過了10%以上，但對非大型水庫控制的洪水流經(jīng)地區(qū)，削減的程度不足5%，由此可見，水利水保工程的設(shè)計(jì)需要充分地考慮暴雨時(shí)空不確定因素的影響，同時(shí)還要具有風(fēng)險(xiǎn)意識，以充分地發(fā)揮工程建設(shè)的防護(hù)作用。

3　結(jié)語

水利水保工程措施的實(shí)施，可起到減災(zāi)、防護(hù)的作用，并且作為水資源可持續(xù)發(fā)展和利用的一種有效手段，在重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域要加大工程建設(shè)投入，以確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

［參考文獻(xiàn)］

［1］劉懿，楊華珍.水利水保措施對流域洪水的影響［J］.鄉(xiāng)村科技，2014，19（18）：36-36，37.

［2］李建柱，魏兆珍，劉陽.洪水過程對水土保持工程響應(yīng)程度的分析［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2013，32（5）：137-140.

［3］劉偉華，朱景衛(wèi).淺析水利工程施工管理特點(diǎn)及質(zhì)量控制的措施［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，27（8）：4434-4435.