張夏，姚本鋼，張甲芳，趙鈺

（濟(jì)南市水文局，山東 濟(jì)南 250000）

水文調(diào)查是水利水電工程規(guī)劃設(shè)計中的重要參考數(shù)據(jù)來源，其需要對歷史洪水發(fā)生時間以及空間等各項關(guān)聯(lián)因素進(jìn)行全面的調(diào)查了解，以掌握歷史洪水水位、過洪斷面變化等數(shù)據(jù)，并要結(jié)合調(diào)查資料對歷史洪水重現(xiàn)的時間以及洪峰流量等進(jìn)行科學(xué)的計算。在開展歷史洪水調(diào)查工作時，調(diào)查人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的要求合理確定歷史洪水的調(diào)查內(nèi)容，并積極的綜合運(yùn)用多種調(diào)查方法，提高數(shù)據(jù)收集的全面性和準(zhǔn)確性，從而保證調(diào)查數(shù)據(jù)分析與計算的客觀性和科學(xué)性，這樣才能為工程項目建設(shè)以及相關(guān)防洪決策提供可靠的參考依據(jù)。

1 水文調(diào)查中歷史洪水的主要調(diào)查內(nèi)容分析

水文調(diào)查中的歷史洪水調(diào)查的主要調(diào)查內(nèi)容是對歷史洪水的典型場次情況進(jìn)行調(diào)查了解，同時還需要調(diào)查沿河村落中存在的洪水痕跡，以便準(zhǔn)確掌握水位流量關(guān)系，從而對調(diào)查范圍內(nèi)的歷史洪水災(zāi)害情況進(jìn)行科學(xué)的判斷分析。在歷史洪水的典型場次調(diào)查中要重點(diǎn)對洪水特征、災(zāi)害程度以及分布情況等進(jìn)行了解，而在洪痕調(diào)查中則主要是調(diào)查高洪沿程水面線。此外，在歷史洪水調(diào)查工作中還要結(jié)合洪痕以及歷史洪水典型場次調(diào)查結(jié)果來計算分析洪水總量以及洪峰流量等，準(zhǔn)確判斷調(diào)查數(shù)據(jù)的可靠程度，并要完成調(diào)查報告的編制。

2 水文調(diào)查中歷史洪水的主要調(diào)查方法分析

在進(jìn)行歷史洪水調(diào)查時應(yīng)首先做好組織準(zhǔn)備工作，然后通過調(diào)查訪問以及河段踏勘方式來收集歷史洪水資料，最后還要對調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行核查。其中調(diào)查訪問以及河段踏勘是歷史洪水調(diào)查中的核心環(huán)節(jié)，主要是對河流水系演變、水文監(jiān)測站點(diǎn)分布以及流域區(qū)的歷史建筑、人類活動以及風(fēng)土人情等情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查了解，以達(dá)到收集歷史洪水資料的目的。

2.1 嚴(yán)格遵守調(diào)查的基本原則

在歷史洪水調(diào)查工作中，調(diào)查人員應(yīng)選擇洪水淹沒區(qū)作為調(diào)查地點(diǎn)，并應(yīng)對河道的上中下河段分別進(jìn)行走訪調(diào)查。調(diào)查時應(yīng)確保一個河段應(yīng)有3 處洪痕屬于統(tǒng)一年份，并要對周邊3 個以上的村莊進(jìn)行走訪，以確保有3個老人能夠?qū)楹圻M(jìn)行同一性的確認(rèn)[2]。同時在歷史洪水調(diào)查中，應(yīng)盡量選擇位于固定建筑以及房屋內(nèi)的洪痕點(diǎn)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 合理選擇調(diào)查河段

在選擇調(diào)查河段時，調(diào)查人員應(yīng)根據(jù)調(diào)查目的選擇洪痕數(shù)量能夠滿足洪峰流量計算的要求的河段，且河段周邊應(yīng)有建筑或者村莊存在，其長度應(yīng)達(dá)到洪痕調(diào)查要求。同時河段斷面應(yīng)相對規(guī)整，河段則應(yīng)保證順直平整，而河床應(yīng)具有較高的穩(wěn)定性和控制條件，并要盡量避免選擇較大支流的匯入點(diǎn)，并要選擇無分流串溝、壅水或者回水存在的位置。

2.3 調(diào)查歷史洪水時間方法

在調(diào)查歷史洪水時，調(diào)查人員應(yīng)全面收集地方志以及其他檔案資料中關(guān)于歷史洪水的機(jī)載資料，同時要注意對河道兩岸巖石或者其他古建筑的調(diào)查，以便尋找古人所記錄的洪水發(fā)生的日期、洪水類型以及洪痕位置刻記等資料。同時，調(diào)查人員還應(yīng)注意對河道周邊村莊的走訪，一些老人或者歷史傳承比較久遠(yuǎn)的村莊可能會對歷史上流傳的洪水情況或者其親身經(jīng)歷的大洪水情況有所記憶，這些信息也是歷史洪水調(diào)查推算的重要參考依據(jù)。

2.4 調(diào)查洪痕以及判斷可靠程度

在調(diào)查歷史洪水的洪痕時，調(diào)查人員應(yīng)采取走訪調(diào)查以及實(shí)地觀察等方式。對于同一河段中的同一場洪水應(yīng)尋找到并確定洪痕3 個以上，這樣才能夠?qū)樗婢€進(jìn)行較為準(zhǔn)確的判斷。在通過實(shí)地踏勘以及走訪指認(rèn)洪痕后，調(diào)查人員還應(yīng)準(zhǔn)確判斷其可靠程度。在確定群眾指認(rèn)的洪痕可靠性時，應(yīng)結(jié)合指認(rèn)者是否親身經(jīng)歷、所敘述情況是否合理、不同指認(rèn)人所指水位高程是否相同以及相關(guān)的旁證材料等進(jìn)行綜合性的分析。而對于洪痕標(biāo)志物的可靠程度進(jìn)行判斷時，則應(yīng)結(jié)合標(biāo)志物的具體性、明顯性以及固定性來進(jìn)行分析。例如當(dāng)洪痕位于固定的房屋建筑、水碑或者淤沙層上時，其就屬于固定洪痕標(biāo)志。

2.5 調(diào)查洪水過程

在對歷史洪水過程進(jìn)行調(diào)查時，應(yīng)盡可能了解洪水經(jīng)過的整個過程，如果受客觀條件限制無法獲取完整資料時，則應(yīng)準(zhǔn)確掌握洪水持續(xù)以及峰現(xiàn)時間、單峰或者復(fù)峰情況以及洪水來源等。在完成資料的收集后，還應(yīng)對其可靠性進(jìn)行科學(xué)的判斷分析。

2.6 調(diào)查降水情況

在歷史洪水調(diào)查中還應(yīng)注意對降雨情況的了解。特別是對于時空分布具有較強(qiáng)局部性或者瞬時性的暴雨情況等要進(jìn)行重點(diǎn)的調(diào)查。同時對于發(fā)生在雨量觀測點(diǎn)布設(shè)后發(fā)生的降雨情況進(jìn)行調(diào)查時，也要注意對觀測數(shù)據(jù)的復(fù)核檢驗(yàn)。

2.7 調(diào)查河道斷面

在對歷史洪水進(jìn)行調(diào)查時，還要全面了解水面比降、科創(chuàng)糙率變化以及過水影響關(guān)系面積等河道斷面情況。

3 水文調(diào)查中歷史洪水的計算分析方法

3.1 計算分析洪水水面線

由于歷史洪水調(diào)查中所獲得的洪痕資料往往存在可靠性比較低或者洪痕連接后所形成的水面線不合理等問題，同時在一些人類活動比降頻繁或者修筑了水利水電等工程區(qū)域，由于流域特性被明顯改變，因此在歷史洪水調(diào)查中所了解水面線無法準(zhǔn)確反映歷史洪水的實(shí)際情況。因此在歷史洪水水面線分析中，調(diào)查人員應(yīng)進(jìn)行選擇具有較高可靠性的洪痕點(diǎn)，并結(jié)合人類活動以及流域特點(diǎn)來進(jìn)行綜合性的計算分析。并要在對所有洪痕點(diǎn)的可靠性進(jìn)行分級評價后才能將可靠程度高的洪痕點(diǎn)作為水面線的確定基礎(chǔ)。此外，在對水面線進(jìn)行內(nèi)業(yè)繪制時也應(yīng)選擇具有較強(qiáng)代表性且水位可靠的點(diǎn)作為定線依據(jù)，不得采用點(diǎn)群中心定線方法來進(jìn)行繪制。

3.2 計算洪峰流量

在計算洪峰流量時，調(diào)查人員應(yīng)通過對河段水力特點(diǎn)以及洪痕調(diào)查數(shù)據(jù)的綜合分析來合理選擇計算方法。

3.2.1 采用關(guān)系曲線法計算歷史洪水水位流量

如果歷史洪水的洪痕與水文站之間沒有較大支流匯入點(diǎn)存在，且其與水文站斷面距離適宜時，調(diào)查人員可以采取將水位流量實(shí)測曲線延長的方式來利用關(guān)系曲線進(jìn)行洪峰流量的推算。

3.2.2 采用水面曲線法計算分析

當(dāng)所選擇的調(diào)查河段受客觀條件限制沒有足夠數(shù)量的洪痕存在，同時水面線曲折度比降高，無法利用少數(shù)洪痕點(diǎn)來進(jìn)行水面線的連線時，調(diào)查人員則應(yīng)通過水面曲線法利用伯努利方程來對洪峰流量進(jìn)行計算分析。

3.2.3 采用比降面積法計算分析

一般來說，天然河道主要包括非恒定以及恒定流這兩種水流形態(tài)，同時恒定流又包括非均勻以及均勻流兩種。雖然天然河道主要屬于非均勻水流類型，不過由于在歷史洪水調(diào)查中選擇的調(diào)查河段統(tǒng)籌較為順直且長度較長，河段斷面也較為規(guī)整，因此在所有斷面上的水流速度以及過水面積基本一直，且水面線平行于能坡線，所以在流量計算時可以將其視為均勻流，并通過曼寧公式以及水面比降來計算洪峰流量。

3.2.4 采用其他計算分析方法

在洪峰流量的計算分析中，調(diào)查人員也可以結(jié)合河段的實(shí)際情況選擇臨界流公式、上下游水位差以及水力學(xué)公式等其他方法來進(jìn)行推算。

3.3 準(zhǔn)確計算分析歷史洪水重現(xiàn)期

歷史洪水重現(xiàn)期的推算也是歷史洪水調(diào)查的重要任務(wù)之一，其估算方法有很多，調(diào)查人員應(yīng)結(jié)合流域特點(diǎn)以及歷史洪水的實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的估算方法。以中小流域的歷史洪水為例，如果該歷史洪水是迄今為止的最大洪水場次，則可以將調(diào)查時與該場次發(fā)生時間之間的年份作為歷史洪水的重現(xiàn)期。而如果歷史洪水場次與調(diào)查時間較為接近，則應(yīng)采取考證歷史文獻(xiàn)、類比以及實(shí)地調(diào)查等方法進(jìn)行時間追溯。此外也可以采取平均序位法來進(jìn)行歷史洪水重現(xiàn)期的估算。

3.4 檢核歷史洪水調(diào)查結(jié)果

在完成了歷史洪水調(diào)查后，還應(yīng)結(jié)合洪水成因、地理特點(diǎn)、自然環(huán)節(jié)以及人類活動等多種因素對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性的分析，以判斷調(diào)查成果是否合理。調(diào)查人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇相關(guān)關(guān)系檢查、QF 關(guān)系圖以及洪峰模數(shù)等方法來進(jìn)行合理性檢查。

4 結(jié)語

在水文調(diào)查工作中，通過歷史洪水調(diào)查能夠更加全面的掌握流域面的水文數(shù)據(jù)，并為水利水電等各種工程項目的規(guī)劃設(shè)計以及防洪減災(zāi)決策提供參考依據(jù)。調(diào)查人員在調(diào)查歷史洪水時應(yīng)加強(qiáng)對歷史文獻(xiàn)資料的收集，并綜合運(yùn)用多種調(diào)查方法，保證調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性，這樣才能提高歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)分析的客觀性，從而對歷史洪水重現(xiàn)期以及洪峰流量水位等進(jìn)行科學(xué)的計算，確保工程項目的建設(shè)能夠順利實(shí)施。