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        廣西龍勝各族自治縣山洪災(zāi)害分析評價研究

        2019-12-03 11:00:04陸世征朱新榮
        四川水泥 2019年10期
        關(guān)鍵詞:山洪村落暴雨

        楊 凌 陸世征 朱新榮 劉 偉

        (1.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站,廣西 南寧 530023)

        (2.廣西壯族自治區(qū)水利科學(xué)研究院,廣西 南寧 530023)

        (3.廣西水工程材料與結(jié)構(gòu)重點實驗,廣西 南寧 530023)

        0 引言

        山洪災(zāi)害是指山丘區(qū)因暴雨引發(fā)的陡漲陡落的洪水災(zāi)害現(xiàn)象,我國山洪災(zāi)害頻繁,對人民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成極大威脅,已成為我國自然災(zāi)害主要災(zāi)種。山洪災(zāi)害分析評價作為災(zāi)害防治建設(shè)的主要工作內(nèi)容之一,通過開展防治區(qū)暴雨洪水分析成果、防洪能力評價、預(yù)警指標(biāo)制定、危險區(qū)等級劃分等,為山洪災(zāi)害防治提供更為深入和詳細(xì)的信息支撐。

        龍勝縣位于廣西壯族自治區(qū)的東北部、桂林市的西北部,地理上屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候,雨量充沛、水資源豐富。受地形地貌和季風(fēng)氣候的影響,區(qū)域內(nèi)降雨量時空分布不均衡,山地多于丘崗盆地;特殊的丘崗山地地形,豐沛而集中的降雨,使龍勝縣成為山洪災(zāi)害威脅較為嚴(yán)重的地區(qū),嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)前山洪災(zāi)害防治已成為龍勝縣防災(zāi)減災(zāi)的主要任務(wù),開展龍勝縣山洪災(zāi)害分析評價,對不同小流域進(jìn)行產(chǎn)匯流及暴雨過程分析、防洪能力評價及預(yù)警指標(biāo)確定、危險區(qū)劃定十分迫切。經(jīng)分析,全縣擬定了96個沿河村落作為山洪災(zāi)害分析評價對象,分析評價對象分布[3]圖1。

        圖1 龍勝縣評價對象及流域水系分布分布圖

        2 設(shè)計暴雨計算

        2.1 設(shè)計暴雨參數(shù)計算方法

        無資料地區(qū)設(shè)計洪水和預(yù)警臨界雨量計算的前提是開展設(shè)計暴雨計算。不同頻率暴雨變差系數(shù)偏態(tài)系數(shù)與變差系數(shù)比值點面折減系數(shù)等值參考《廣西暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖研究(2010)》成果,時段雨量折減系數(shù)采取以下公式[1]進(jìn)行計算:

        沿河村落三門鎮(zhèn)上屋典型小流域設(shè)計暴雨參數(shù)計算結(jié)果如表1所示。

        表1 龍勝縣三門鎮(zhèn)上屋小流域設(shè)計暴雨參數(shù)成果

        2.2 設(shè)計暴雨量計算

        查詢《廣西暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖研究(2010)》、《廣西壯族自治區(qū)暴雨徑流查算圖表(1984)》成果,確定廣西年最大10min、1h、6h、24h點雨量的值、設(shè)計頻率以及相應(yīng)的值,利用計算該頻率下的點雨量。通過點面雨量轉(zhuǎn)換計算,得出小流域10min、1h、6h、24h的面暴雨量,進(jìn)而推求1-24h各種歷時的暴雨:

        表2 龍勝縣典型小流域設(shè)計暴雨量成果表

        2.3 設(shè)計暴雨時程分配計算

        假設(shè)暴雨歷時與小流域產(chǎn)匯流時間相等,對24小時設(shè)計暴雨時程分配,確定暴雨歷時各時段的雨量。根據(jù)《查算圖表》成果,以匯流時間內(nèi)的雨序與典型雨序相同的原則進(jìn)行降雨分配計算得到24小時暴雨時程分配。以上屋100年一遇設(shè)計暴雨時程分配為例,成果見圖2。最大暴雨量可達(dá)118.00mm。

        圖2 上屋100年一遇24小時設(shè)計暴雨時程分配圖

        3 設(shè)計洪水計算

        3.1 凈雨分析

        典型村落上屋處于廣西全區(qū)產(chǎn)流分區(qū)第 2區(qū),根據(jù)《查算圖表》可知上屋村典型小流域最大蓄水量為Wm=80mm,初損值取I0=24mm,平均入滲率8mm/h,穩(wěn)定入滲率3mm/h。

        3.2 典型頻率設(shè)計洪水計算

        假設(shè)暴雨與洪水同頻率,龍勝縣沿河村落設(shè)計洪水頻率按《山洪災(zāi)害分析評價技術(shù)要求》確定為5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇5種,進(jìn)而開展設(shè)計洪水計算。

        同時根據(jù)龍勝縣山丘區(qū)的地理特征,對洪峰流量、洪峰水位、洪水歷時等山洪洪水要素進(jìn)行具體分析,主要采用推理公式法和瞬時單位線法對龍勝縣典型頻率設(shè)計洪水進(jìn)行計算,表5為龍勝縣上屋村典型流域的設(shè)計洪水成果[5]。

        表3 上屋村設(shè)計洪水成果

        3.3 成果合理性分析

        基于廣西洪峰模數(shù)等值線圖成果,對沿河村落設(shè)計洪水進(jìn)行合理性分析,查閱可知龍勝縣20年一遇的洪峰模數(shù)在15-45區(qū)間,50年一遇的洪峰模數(shù)分別在25-60區(qū)間,100年一遇的洪峰模數(shù)在25-70區(qū)間,本次計算的61個沿河村落20年一遇、50年一遇、100年一遇的洪峰模數(shù)分別在13-57、16-72、18-81之間??紤]到設(shè)計洪峰除了受設(shè)計暴雨影響外,還受地形地貌、植被情況、河道長度、坡降等眾多因素影響,故從洪峰模數(shù)等值線圖來看,本次重點沿河村落設(shè)計洪水的計算成果基本合理。

        4 分析評價與建議

        4.1 山洪災(zāi)害調(diào)查與評價對象

        龍勝縣山洪災(zāi)害調(diào)查項目通過內(nèi)業(yè)與外業(yè)兩個作業(yè)階段,基本查清了山洪災(zāi)害防治區(qū)內(nèi)的人口分布情況、山洪災(zāi)害的區(qū)域分布和歷史山洪災(zāi)害、區(qū)域水文氣象、地形地貌、社會經(jīng)濟(jì)、涉水工程、山洪溝基本情況以及山洪災(zāi)害防治現(xiàn)狀等基礎(chǔ)信息,并對影響沿河村落安全的溝道控制斷面和進(jìn)行了測量等,為山洪災(zāi)害分析評價提供了較詳實的基礎(chǔ)資料。

        龍勝縣下轄10個鄉(xiāng)鎮(zhèn),共有行政村119個,全縣總?cè)丝?7.97萬人,土地面積2538km2。山洪災(zāi)害調(diào)查中防治區(qū)調(diào)查涉及10個鎮(zhèn)的情況,劃定防治區(qū)732個,重點防治區(qū)93個,企事業(yè)單位236個,涉及約28697戶,115374人。本次山洪災(zāi)害分析評價針對61個評價對象進(jìn)行了分析,重點分析沿河村落現(xiàn)狀防洪能力、各級危險區(qū)內(nèi)的人口和房屋數(shù)量、預(yù)警指標(biāo)等信息。從資料需求與評估、計算方法與流程、結(jié)果展示等方面建立了山洪災(zāi)害分析評價的步驟框架,為山洪災(zāi)害防治提供了技術(shù)支撐。

        4.2 防洪能力評價

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及分析評價復(fù)核后的成災(zāi)水位,通過分析成災(zāi)水位對應(yīng)的暴雨洪水頻率,可以得出分析評價對象(沿河村落)的現(xiàn)狀防洪能力,各級現(xiàn)狀防洪能力[6]見表4。

        表4 龍勝縣現(xiàn)狀防洪能力情況統(tǒng)計表

        4.3 建議

        龍勝縣受洪水威脅地區(qū)較分散,危險區(qū)分布全縣各地,影響范圍極廣,損失嚴(yán)重;區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類活動的加劇,龍勝縣山洪災(zāi)害的威脅增大,為做好山洪災(zāi)害防治工作,完善與提升山洪防災(zāi)信息,根據(jù)龍勝縣實際情況,針對性的提出以下建議[7]:

        (1)健全山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警站網(wǎng)。當(dāng)前龍勝縣局部地區(qū)監(jiān)測站點布設(shè)不甚合理,主要問題是交洲村交洲小流域、三舍村江家小流域和李江村上村小流域站點布設(shè)相對稀疏。通過分析可以進(jìn)一步的對龍勝縣監(jiān)測站點進(jìn)行合理布設(shè),本次建議于對河村增設(shè)監(jiān)測站點對交洲村交洲小流域進(jìn)行監(jiān)測,于江家村增設(shè)監(jiān)測站點對三舍村江家小流域進(jìn)行監(jiān)測,于雙河村增設(shè)監(jiān)測站點對李江村上村小流域進(jìn)行監(jiān)測;但仍需在實際工作中不斷完善優(yōu)化,對相關(guān)監(jiān)測工作增加管理人員,并進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),增強(qiáng)專業(yè)技能和責(zé)任意識。

        (2)加強(qiáng)山洪溝的治理。龍勝縣共有需防洪治理山洪溝5條,綜合考慮溝道集水面積、長度、溝道比降以及受威脅的居民和涉水工程數(shù)量判斷威脅大小,按照調(diào)查成果的排序進(jìn)行分批次治理。開展護(hù)岸及堤防工程,截洪溝,排洪渠和分洪道工程,溝道清淤疏浚工程以及必要的谷坊、格柵壩、陡坡、跌水、滯洪帶、消力坑等工程措施。

        (3)加強(qiáng)對涉水工程的治理。評價對象中較多的村落位于中小水庫壩址下游,其中交等、中寨、對河、八灘、新民等村落位于壩址下游不遠(yuǎn)處(10km以內(nèi)),這些村落具有自身控制集雨面積不大、控制斷面大、洪峰流量受水庫影響較嚴(yán)重等特點。此外,全縣共有橋梁 76座,主要包括梁橋和拱橋兩類,防治區(qū)內(nèi)有 71座可能成為嚴(yán)重影響山洪預(yù)警的重要因素。下一步需在實際工作中加強(qiáng)對防治區(qū)內(nèi)涉水工程(水庫、橋梁等)影響河道行洪工程的調(diào)查與評價,逐步清除可能對下游村鎮(zhèn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅的隱患。

        (4)健全各級山洪災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)在山洪災(zāi)害分析評價成果基礎(chǔ)上,利用沿河村落危險區(qū)劃圖、沿河村落山洪產(chǎn)匯流過程、災(zāi)害預(yù)警指標(biāo)等成果,健全各地區(qū)的山洪災(zāi)害防治預(yù)案,充分發(fā)揮成果對龍勝縣的縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級、村級山洪災(zāi)害防治預(yù)案的豐富和完善具有支撐作用。

        5 結(jié)語

        對山洪分析評價是一項非常復(fù)雜且專業(yè)性強(qiáng)的工作,涉及基礎(chǔ)工作底圖分析、氣象水文資料、河道測量資料、下墊面情況以及歷史山洪資料分析等。本文基于山洪災(zāi)害調(diào)查成果,開展龍勝縣山洪災(zāi)害分析評價,以小流域為單元,深入分析龍勝縣山洪災(zāi)害防治區(qū)的暴雨產(chǎn)匯流特征。研究了當(dāng)?shù)貧v史山洪災(zāi)害情況和小流域洪水規(guī)律,綜合分析評價防治區(qū)內(nèi)沿河村落的防洪現(xiàn)狀,對不同等級山洪災(zāi)害危險區(qū)進(jìn)行了劃分,繪制了危險區(qū)圖。旨在為龍勝縣的山洪災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)。

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