邸飛艷

（新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 概況

溫宿縣隸屬阿克蘇地區(qū)，位于塔里木盆地北緣，屬北溫帶大陸性干旱氣候。特點是氣候干燥，降水少，蒸發(fā)大，日照充足，晝夜溫差大，夏季酷熱，冬季干冷，春季多風沙。春季多大風沙塵、夏季對流天氣造成冰雹、暴雨天氣頻發(fā)，暴雨是溫宿縣形成洪水的主要原因。年均降水量65.4 mm，年均氣溫10.10℃，年均無霜期185 d。

2010—2012 年，新疆維吾爾自治區(qū)進行了山洪災害防治縣級非工程措施項目建設，在山洪災害防治縣有山洪災害防治任務的區(qū)域，建設了監(jiān)測預警系統(tǒng)和群測群防體系，經(jīng)分析，確定了溫宿縣5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中受山洪災害威脅嚴重的28 個沿河自然村落作為防災對象。

2 山洪災害分析評價

2.1 基礎資料

以溫宿縣山洪災害基礎工作底圖、基礎數(shù)據(jù)及溫宿縣山洪災害調(diào)查評價資料為基礎，對其進行數(shù)據(jù)可用性、可靠性、完整性及一致性分析，結(jié)合計算方法，對工作底圖、基礎數(shù)據(jù)、調(diào)查評價成果、歷史洪痕等資料進行分析，建立相應的分析與計算模型，開展工作[1-2]。

考慮當?shù)胤姥礈p災、城市發(fā)展規(guī)劃等實際需求，確定本次分析評價的28 個對象，形成評價對象名目。根據(jù)地域分布、自然地理條件、流域?qū)傩缘忍卣?，選取“吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊”作為典型分析對象進行方法選擇及計算。

2.2 設計暴雨計算

主要包括設計暴雨參數(shù)確定、設計暴雨計算及設計暴雨時程分配。設計暴雨主要采用1983 年刊印的《新疆維吾爾自治區(qū)可能最大暴雨圖集》確定的方法計算。

2.2.1 設計暴雨參數(shù)

根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)可能最大暴雨圖集》的溫宿縣各時段、各頻率暴雨變差系數(shù)Cv、偏態(tài)系數(shù)Cs與Cv比值（Cs/Cv）。結(jié)合相關圖集，將暴雨圖集數(shù)字化并與溫宿縣小流域疊加，得到常規(guī)時段暴雨等值線圖、變差系數(shù)等值線圖[2]，與分析評價對象小流域進行疊加，按集水區(qū)形心位置進行插值，可得到1 h、6 h 和24 h 的暴雨均值和Cv值，按Cs=3.5Cv（1 h、6 h）、Cs=2.5Cv（24 h），查“皮III 曲線模比系數(shù)Kp值表”，得各設計暴雨頻率相應的Kp值，乘以得各頻率對應的設計點雨量[3]。

由上計算可得到溫宿縣28 個分析對象的設計暴雨成果。以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊為例，設計暴雨參數(shù)成果見表1。

2.2.2 設計暴雨計算

在前述設計暴點雨量計算基礎上，根據(jù)分析對象小流域的面積查“阿克蘇地區(qū)時面深綜合曲線”，可得各小流域1 h、6 h、24 h 點面雨量轉(zhuǎn)換系數(shù)α，乘以設計點雨量可得到其設計面雨量；在此基礎上，按照以下公式求得不同歷史的設計面雨量[3]。

式中：H1p——設計1 h 點雨量；

表1 協(xié)合拉村3 小隊設計暴雨參數(shù)表

H24p——設計24 h 點雨量；

t——設計歷時；

n1、n2、n3——設計點暴雨遞減指數(shù)。

依據(jù)以上步驟，可得28 個分析對象設計暴雨，以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊為例，計算結(jié)果如表2。

表2 協(xié)合拉村3 小隊設計暴雨成果表

2.2.3 設計暴雨時程分配

根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)可能最大暴雨圖集》中的24 h 典型雨序進行分析，根據(jù)匯流時間內(nèi)的雨序與典型雨序相同的原則進行降雨分配計算[4]。以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊100 年一遇的設計暴雨為例，24 h 設計暴雨時程分配圖如圖1 所示，匯流時間8 h各頻率設計暴雨時程分配見表3。

圖1 3 小隊100 年一遇24 h 設計暴雨時程分配圖

小流域匯流時間8 h 內(nèi)，各頻率下設計暴雨時程分配見表3。

表3 協(xié)合拉村3 小隊匯流時間設計暴雨時程分配表

2.3 設計洪水計算

由于缺乏資料，采用洪峰流量面積指數(shù)法推求調(diào)查斷面設計洪峰流量，計算公式如下，綜合考慮，面積比指數(shù)n取0.60。

式中：Qp——頻率為P的設計斷面洪峰流量，m3/s；

Fp——設計斷面以上的流域面積，km2；

Qd——頻率為P時參證站洪峰流量，m3/s；

Fd——參證站以上的流域面積，km2；

n——面積比指數(shù)。

溫宿縣沿河村落設計洪水頻率與設計暴雨的頻率保持一致；按《山洪災害分析評價技術(shù)要求》確定為P=20%、P=10%、P=5%、P=2%、P=1%5 種；未進行可能最大洪水分析。以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊為例，設計洪水成果如表4 所示。

表4 3 小隊控制斷面的設計洪水成果

設計洪水過程線由典型洪水過程，采用同倍比放大法推求而得，以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊為例，不同頻率設計洪水過程線見圖2。

圖2 協(xié)和拉村3 小隊設計洪水過程線

2.4 防洪能力評價

參照小流域基礎信息確定防災對象、成災水位、對應流量洪水頻率；采用山洪災害調(diào)查匯總成果，針對各沿河村落，進行各級危險區(qū)內(nèi)人口統(tǒng)計，參照小流域基礎信息，繪制防災對象的現(xiàn)狀防洪能力圖。并綜合確定沿河村落現(xiàn)狀防洪能力，綜合評價見表5 所示。

表5 溫宿縣防洪能力現(xiàn)狀統(tǒng)計表

由表5 可以看出，溫宿縣17 個（不含防洪能力在100 年以上的）沿河村落，總?cè)藬?shù)為1 945 人，其中極高危險區(qū)（＜5 年一遇）為 312 人，高危險區(qū)（5～20 年一遇）為 1 109 人，危險區(qū)（＞20 年一遇）為 524 人，分別占總?cè)丝诘?6.0%、57.0%及26.0%。28 個沿河村落中，有11 個現(xiàn)狀防洪能力在100 年一遇以上，受暴雨山洪災害影響的幾率不高。

3 雨量預警指標

根據(jù)《山洪災害分析評價技術(shù)要求》，對溫宿縣的28 個分析對象中現(xiàn)狀防洪能力小于100 年一遇的分析對象計算預警指標。

由洪峰流量面積指數(shù)法推求以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊臨界雨量，在此基礎上綜合確定雨量預警指標（分為準備轉(zhuǎn)移和立即轉(zhuǎn)移）；將臨界雨量作為立即轉(zhuǎn)移指標；在臨界雨量基礎上“折減”15%作為準備轉(zhuǎn)移指標。吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊預警指標成果見表6 所示。

表6 協(xié)和拉村3 小隊預警指標成果表

4 結(jié)語

以吐木秀克鎮(zhèn)協(xié)合拉村3 小隊為例，對溫宿縣28 個沿河村落進行了設計暴雨計算、設計洪水計算、現(xiàn)狀防洪能力評價并提出了雨量預警指標，為溫宿縣山洪災害防治提供了技術(shù)支撐。

根據(jù)對分析評價成果的初步分析，評價成果具有以下特點，充分認識這些特點將為溫宿縣后續(xù)山洪災害防治提供重要支撐。

第一，小流域山洪洪峰模數(shù)較大。分析表明，導致山洪的降雨具有短歷時、強降雨等特點，且多發(fā)生在河流源頭地區(qū)，涉及面積較小，流域坡面比降和溝道比降均較大，因此，洪水陡漲陡落，洪峰模數(shù)較大。

第二，分析評價中以各沿河村落漲洪歷時為基礎，初步分析了沿河村落暴雨洪水預警響應時間及其分布情況，這對山洪災害防治預案編制及預警、監(jiān)測站點布設等均具有重要作用。

第三，充分運用好縣域沿河村落危險區(qū)分布圖、各級危險區(qū)人口分布、沿河村落匯流時間、預警指標等信息，進一步改進監(jiān)測站點布設、站點預警信息的關聯(lián)、預警指標等工作。